1.2磁场对运动电荷的作用力之洛伦兹力的应用导学案高二下学期物理人教版选择性

洛伦兹力的应用【学习目标】了解速度选择器、磁流体发电机、电磁流量计和霍尔元件的工作原理。一、速度选择器【典例1】如图，电场强度E和磁感应强度B互相垂直，具有不同水平速度的带电粒子射入后发生偏转的情况不同。这种装置能把具有某一特定速度的粒子选择出来，所以叫速度选择器。试证明带电粒子具有速度v＝E/B时，才能沿虚线通过这个速度选择器。思考：（1）负电荷以速度v可以沿虚线匀速通过这个选择器吗？（2）如果粒子从右边进入呢？小结：二、磁流体发电机【典例2】如图表示出了磁流体发电机的发电原理：将一束等离子体(即高温下电离的气体，含有大量带正电和带负电的微粒，而从整体上来说是呈电中性)喷射入磁场，磁场中有两块金属板A、B，则高速射入的离子在洛伦兹力的作用下向A、B两板聚集，使两板间产生电势差，若平行金属板间距为d，匀强磁场的磁感应强度为B，等离子体流速为v，气体从一侧面垂直磁场射入板间，不计气体电阻，外电路电阻为R，思考：（1）A、B板哪一个是电源的正极？这个发电机的电动势是多大？外电路接通时两板间最大电压和可能达到的最大电流为多少？电磁流量计【典例3】（多选）电磁流量计是随着电子技术的发展而迅速发展起来的新型流量测量仪表。主要有直流式和感应式两种。如图所示直流式电磁流量计，外加磁感应强度为B的水平匀强磁场垂直于管轴，在竖直径向a、b处装有两个电极，用来测量含有大量正，负离子的液体通过磁场时所产生的电势差大小U。液体的流量Q可表示为，其中d为管道直径，k为修正系数，用来修正导出公式时未计及的因素（如流量计管道内的流速并不均匀等）的影响。那么A应该为（）A．恒定常数B．管道的横截面积C．液体的流速D．液体中单位时间内流过某一横截面的电荷量四、霍尔元件如图所示，厚度为h，宽度为d的导体板放在垂直于它的磁感应强度为B的匀强磁场中。当电流按如图方向通过导体板时，在导体板的上侧面A和下侧面A′之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应。实验表明，当磁场不太强时，电势差U、电流I和B的关系为U＝kIBd，式中的比例系数k称为霍尔系数。【典例4】长方体金属块放在匀强磁场中，有电流通过金属块，如图所示，则下面说法正确的是()A．金属块上下表面电势相等B．金属块上表面电势高于下表面电势C．金属块上表面电势低于下表面电势D．无法比较两表面的电势高低小结：【达标检测】1．如图所示，一个带正电q的带电体处于垂直于纸面向里的匀强磁场B中，带电体的质量为m，为了使它对水平的绝缘面恰好没有正压力，则应该()B.使磁场以速率v＝mg/qB向上运动C.使磁场以速率v＝mg/qB向右运动D.使磁场以速率v＝mg/qB向左运动2．一种测量血管中血流速度仪器的原理如右图所示，在动脉血管左右两侧加有匀强磁场，上下两侧安装电极并连接电压表，设血管直径是2.0mm，磁场的磁感应强度为0.08T，电压表测出的电压为0.10mV，则血流速度大小为多少？(取两位有效数字)3．质量为m，带电荷量为q的微粒，以速度v与水平方向成45°角进入匀强电场和匀强磁场同时存在的空间，如图所示，微粒在电场、磁场、重力场的共同作用下做匀速直线运动，求：(1)电场强度的大小，该带电粒子带何种电荷。(2)磁感应强度的大小。4.武汉病毒研究所是我国防护等级最高的P4实验室，在该实验室中有一种污水流量计，其原理可以简化为如下图所示模型：废液内含有大量正、负离子，从直径为d的圆柱形容器右侧流入，左侧流出，流量值Q等于单位时间通过横截面的液体的体积，空间有垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，下列说法正确的是（）A．