高中物理電磁流量計同步練習(xí)含解析新人教版選修3

1、電磁流量計.為監(jiān)測某化工廠的污水排放量，技術(shù)人員在該廠的排污管末端安裝了如圖所示的流量計。該裝置由絕緣材料制成，長、寬、高分別為 a、b、c,左右兩端開口。在垂直于上下底面方向加磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場，在前后兩個內(nèi)側(cè)面分別固定有金屬板作為電極。污水充滿管口從左向右流經(jīng)該裝置時，接在M N兩端間的電壓表將顯示兩個電極間的電壓U。若用Q表示污水流量（單位時間內(nèi)排出的污水體積 ），下列說法中正確的是A. N端的電勢比 M端的高B.若污水中正負離子數(shù)相同，則前后表面的電勢差為零C.電壓表的示數(shù) U跟a和b都成正比，跟c無關(guān)D.電壓表的示數(shù) U跟污水的流量 Q成正比.醫(yī)生做某些特殊手術(shù)時，利用電磁

2、血流計來監(jiān)測通過動脈的血流速度。電磁血流計由一對電極a和b以及磁極N和S構(gòu)成，磁極間的磁場是均勻的。使用時，兩電極a、b與血管壁接觸，兩觸點的連線、磁場方向和血流速度方向兩兩垂直，如圖所示。由于血液中的正負離子隨血流一起在磁場中（由內(nèi)向外）運動， 電極a、b之間會有微小電勢差。在某次監(jiān)測中，兩觸點的距離、磁感應(yīng)強度的大小不變。則（）血流a、b之間電勢差越小 a、b之間電勢差越大 a、b之間電勢差越小; a、b之間電勢差越大。A.電極a電勢較高；血流速度越大, B.電極a電勢較高；血流速度越大, C.電極b電勢較高；血流速度越大, D.電極b電勢較高；血流速度越大,P型半導(dǎo)體的載流子.半導(dǎo)體中參

3、與導(dǎo)電的電流載體稱為載流子。N型半導(dǎo)體的載流子是帶負電的電子,是帶正電的“空穴”，如圖所示，一塊厚度為d、寬度為L的長方形半導(dǎo)體樣品，置于方向如圖所示、磁感應(yīng)強度大小為 B的勻強磁場中，當半導(dǎo)體樣品中通以向右的電流強度為I的恒定電流時，樣品上、下底面出現(xiàn)恒定電勢差 U,且上表面帶正電、下表面帶負電。設(shè)半導(dǎo)體樣品中每個載流子帶電荷量為q,半導(dǎo)體樣品中載流子的密度（單位體積內(nèi)載流子的個數(shù)）用 n表示（已知電流I=nqvS,其中v為載流子定向移動的 速度，S為導(dǎo)體橫截面積），則下列關(guān)于樣品材料類型的判斷和其中載流子密度n大小的表達式正確的是A.是N型半導(dǎo)體,B.是P型半導(dǎo)體C.是N型半導(dǎo)體D.是P型

4、半導(dǎo)體BIn 二qdU.霍爾式位移傳感器的測量原理如圖所示， 有一個沿z軸方向均勻變化的勻強磁場， 磁感應(yīng)強度B=B+kz（B0、 k均為常數(shù)）。將霍爾元件固定在物體上，保持通過霍爾元件的電流I不變（方向如圖9所示），當物體沿z軸正方向平移時，由于位置不同，霍爾元件在 y軸方向的上、下表面的電勢差 U也不同。則 （）A.磁感應(yīng)強度B越大，上、下表面的電勢差 U越大B.k越大，傳感器靈敏度（）越高zC.若圖中霍爾元件是電子導(dǎo)電，則下板電勢高D.電流越大，上、下表面的電勢差U越小.如圖所示是電磁流量計的示意圖.圓管由非磁性材料制成，空間有勻強磁場.當管中的導(dǎo)電液體流過磁場區(qū)域時，測出管壁上 MN兩

5、點的電動勢E,就可以知道管中液體的流量Q（單位時間內(nèi)流過管道橫截面的液體的體積）。已知管的直徑為 d,磁感應(yīng)強度為 B,則關(guān)于Q的表達式正確的是 MA. Q二 dEB.二 dEQ =4BC.二 dEQ =2BD.二d2EQ 二BB的勻.為了測量某化工廠的污水排放量，技術(shù)人員在該廠的排污管末端安裝了如圖所示的流量計，該裝置由絕 緣材料制成，長、寬、高分別為 a、b、c,左右兩端開口，在垂直于前、后面的方向加磁感應(yīng)強度為 I 強磁場，在上下兩個面的內(nèi)側(cè)固定有金屬板M N作為電極，污水充滿管口地從左向右流經(jīng)該裝置時，電壓表將顯示兩個電極間的電壓H若用Q表示污水流量（單位時間內(nèi)流出的污水體積），下列說

6、法中正確的是（ ）。A.若污水中負離子較多，則 N板比M板電勢高B.M板電勢一定高于 N板的電勢C.污水中離子濃度越高，電壓表的示數(shù)越大D.電壓表的示數(shù)U與污水流量Q成反比.如圖所示是電磁流量計的示意圖。圓管由非磁性材料制成，空間有勻強磁場。當管中的導(dǎo)電液體流過磁場區(qū)域時，測出管壁上 MN兩點的電動勢E,就可以知道管中液體的流量Q-單位時間內(nèi)流過管道橫截面的液體的體積。已知管的直徑為d,磁感應(yīng)強度為 B,則關(guān)于Q的表達式正確的是A.C.2 _二 d 2E4B面是絕緣材料.現(xiàn)于流量計所在處加磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，磁場方向垂直于前后兩面.當導(dǎo)電二 dEQ 二 B.電磁流量計的原理圖如圖所示，橫

7、截面為長方形的一段管道，其中空部分的長、寬、高分別為圖中的a、b、c.流量計的兩端與輸送液體的管道相連接（圖中的虛線）.圖中流量計的上下兩面是金屬材料，前后兩液體穩(wěn)定地流過流量計時，在管道外將流量計上、下表面分別與一串接了電阻R的電流表的兩端連接,I表示測得的電流值.已知流體的電阻率為，不計電流表的內(nèi)阻，則可求得流量（流量等于單位時間內(nèi)流過的體積）為（）一 一 一二 5勿 FJT Z 一 _ _ _ _T TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark44 o Current Document I . cI . bA （bR ）b （aR ）B aB cIaIbcC I

8、（cR :） D I （R ；?bc） HYPERLINK l bookmark54 o Current Document BbBa.為了測量某化肥廠的污水排放量，技術(shù)人員在該廠的排污管末端安裝了如圖所示的流量計，該裝置由絕緣材料制成，長、寬、高分別為 a、b、c,左右兩端開口，在垂直于上下表面方向加磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，在前后兩個內(nèi)側(cè)面固定有金屬板作為電極，污水充滿管口從左向右流經(jīng)該裝置時，電壓表將顯示兩 個電極間的電壓 U.若用Q表示污水流量（單位時間內(nèi)排出的污水體積 ），下列說法正確的是：A.若污水中正離子較多，則前內(nèi)側(cè)面比后內(nèi)側(cè)面電勢高B.前內(nèi)側(cè)面的電勢一定低于后內(nèi)側(cè)面的電勢，與哪

9、種離子多無關(guān)C.污水中離子濃度越高，電壓表的示數(shù)將越大D.污水流量Q與電壓U成正比，與a、b有關(guān).為了測量某化肥廠的污水排放量，技術(shù)人員在該廠的排污管末端安裝了如圖所示的流量計，該裝置由絕緣材料制成，長、寬、高分別為 a、b、c,左右兩端開口，在垂直于上下表面方向加磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，在前后兩個內(nèi)側(cè)面固定有金屬板作為電極并與電壓表的兩接線柱連接（圖中未畫出），電壓表將顯示兩個電極間的電壓，污水充滿管口從左向右流經(jīng)該裝置時，流量穩(wěn)定時電壓表顯示電壓為 U.若用Q表示污水流量（單位時間內(nèi)排出的污水體積），下列說法正確的是 （）A.若污水中正離子較多，則前內(nèi)側(cè)面比后內(nèi)側(cè)面電勢高B.前內(nèi)側(cè)面的電

10、勢一定低于后內(nèi)側(cè)面的電勢，與哪種離子多無關(guān)C.污水中離子濃度越高，電壓表的示數(shù)將越大D.污水流量 Q與電壓U成正比，與a、b無關(guān).如圖，長方體玻璃水槽中盛有NaCl的水溶液，在水槽左、右側(cè)壁內(nèi)側(cè)各裝一導(dǎo)體片，使溶液中通入沿x軸正向的電流I ,沿y軸正向加恒定的勻強磁場 B.圖中a、b是垂直于z軸方向上水槽的前后兩內(nèi)側(cè)面 （）a處電勢高于b處電勢a處離子濃度大于 b處離子濃度C.溶液的上表面電勢高于下表面的電勢D.溶液的上表面處的離子濃度大于下表面處的離子濃度12.據(jù)報道，我國最近實施的“雙星”計劃所發(fā)射的衛(wèi)星中放置一種磁強計，用于測定地磁場的磁感應(yīng)強度等研究項目。磁強計的原理如圖所示，電路中有

11、一段金屬導(dǎo)體，它的橫截面是寬為a、高為b的長方形,放在沿y軸正方向的勻強磁場中，導(dǎo)體中通有沿x軸正方向、電流強度為 I的電流。已知金屬導(dǎo)體單位體積中的自由電子數(shù)為 n,電子電量為e。金屬導(dǎo)電過程中，自由電子所做的定向移動可視為勻速運動。測出 金屬導(dǎo)體前后兩個側(cè)面間的電勢差為U。(1)金屬導(dǎo)體前后兩個側(cè)面哪個電勢較高?(2)求磁場磁感應(yīng)強度 B的大小。參考答案AD【解析】試題分析：正負離子向右移動，受到洛倫茲力，根據(jù)左手定則，正離子向后表面偏，負離子向前表面偏.所以前表面比后表面電勢低.即 N端的電勢比M端的高，A正確B錯誤；最終正負離子會受到電場力、洛倫茲力處于平衡，有qE =qvB ,即,=

12、vB .而污水流量Q = vbc bc =,所以U =2g；電壓表的示 bbB Bc數(shù)U跟污水的流量Q成正比，跟c成反比；C錯誤，D正確；考點：霍爾效應(yīng)及其應(yīng)用.B【解析】試題分析：對血液中的正粒子由左手定則分析可知，正離子所受洛倫茲力方向向上(負離子受到的洛倫茲力方向向下)，即a端是正極，或a端電勢高，所以 C、D錯誤；又勻速時正粒子受到向上的洛倫茲力f和向下的電場力F,因f=qvB , F=qE、E=U-,解得U=Bvd,可知血流速度越大，a、b之間電勢差越大，故 Ad錯誤；B正確.考點：本題考查電磁流量計及其應(yīng)用。D【解析】試題分析：因為上表面帶正電、下表面帶負電，電流的方向向右，根據(jù)左

13、手定則可判斷，是正電荷向右移動，故是是P型半導(dǎo)體；根據(jù) q = Bqv ,可得v =,根據(jù)I=nqvS ,得n,選項D正確。dBdqsv qLU考點：霍爾效應(yīng)及電流強度的概念。AB【解析】試題分析：根據(jù)左手定則可判斷電子向下板偏轉(zhuǎn)，所以上板電勢高；很據(jù) Bev = e,解得U=Bdv,所以磁 d感應(yīng)強度B越大，上、下表面的電勢差U越大；電流越大，則電子定向移動的速率v越大，上、下表面的電一，一，二 U一，、 U勢差U越大；由于 B=B0+kz ,所以U=(B+kz ) dv,所以一=kdv ,所以k越大，傳感福靈敏度(-)越高。選項AB正確?？键c：此題考查霍爾效應(yīng)及傳感器的問題。B【解析】試題

14、分析：a, b兩點的電勢差是由于帶電粒子受到洛倫茲力在管壁的上下兩側(cè)堆積電荷產(chǎn)生的。到一定程度后上下兩側(cè)堆積的電荷不再增多，a, b兩點的電勢差達到穩(wěn)定值 S ,此時，洛倫茲力和電場力平衡:n p 5 = v= 疝 0 二 SV 二=,圓管的橫截面積4 故流量43。考點：速度選擇器點評：本題考察了在電磁流量計中的速度選擇器模型的應(yīng)用，通過電場力與洛倫茲力平衡從而建立等式求 解B【解析】試題分析：帶電粒子在磁場中的運動專題.分析：根據(jù)左手定則判斷洛倫茲力的方向，從而得出正負離子 的偏轉(zhuǎn)方向，確定出前后表面電勢的高低.最終離子在電場力和洛倫茲力作用下處于平衡，根據(jù)平衡求出 兩極板間的電壓，以及求出

15、流量的大小.A、根據(jù)左手定則，正離子向后表面偏轉(zhuǎn)，負離子向前表面偏轉(zhuǎn)，所以后表面的電勢高于前表面的電勢，與 離子的多少無關(guān).故 A錯誤，B正確.C最終離子在電場力和洛倫茲力作用下平衡，有 ：qvB=q,解得U=vBb,電壓表的示數(shù)與離子濃度無 關(guān).故C錯誤.r UU . UC D v,則流重Q - vSbc,與U成正比，與a、b無關(guān).故D錯反.BbBb B故選B.考點：霍爾效應(yīng)及其應(yīng)用.點評：解決本題的關(guān)鍵掌握左手定則判斷洛倫茲力的方向，以及抓住離子在電場力和洛倫茲力作用下平衡進行求解.B【解析】所以 qvB = q-, d試題分析：當MM點的電動勢E穩(wěn)定后，正負電荷在電場力和洛倫茲力的作用下

16、處于平衡, E E 二 dE所以 v = 液體的流重 Q Sv =n（一） 。Bd2 Bd 4B故選B 考點：電磁流量計點評：導(dǎo)電液體流過磁場區(qū)域時，正負電荷受到洛倫茲力，發(fā)生偏轉(zhuǎn)打到上下兩個面上，上下兩個面之間 形成電場，最終穩(wěn)定后，正負電荷在電場力和洛倫茲力的作用下處于平衡狀態(tài)，做勻速直線運動，正負電 荷不再打在上下兩個面上，兩個面間電動勢不在增加。A【解析】試題分析：設(shè)管中流體的流速為v,則在At時間內(nèi)流體在管中向前移動的距離為vAt,這樣如下圖畫線的流體在At時間內(nèi)都將流過橫截面，設(shè)此橫截面積為 S,則畫線的流體體積 A V=SvA t ,除以時間A t ,則得到流體在該管中的流量為Q

17、3 =Sv. t對于題干所給的流量計，橫截面積 S=bc,故流過流量計的流量 Q=vbc,對于給定的流量計，b與c是常量， 可見測流量實質(zhì)上是測流速 .當可導(dǎo)電流體穩(wěn)定地流經(jīng)流量計，流體將切割磁感線，這樣在流量計的上、 下兩面產(chǎn)生感應(yīng)電動勢E=vBc,其中B是垂直于流量計前后兩面的勻強磁場的磁感應(yīng)強度，c是流過流量計流體的厚度，v是可導(dǎo)電流體在流量計中的流速.這樣在管外將流量計上、下兩表面分別與一串接了電阻 R的電流表的兩端連接，如下圖所示，則將有電流流過閉合電路，這個閉合電路中的電動勢就是由可導(dǎo)電流體沿流量計流動切割磁感線而產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，如下圖所示，電阻包括外接的電阻R和可導(dǎo)電流體的電阻

18、r= p這樣根據(jù)歐姆定律，得到閉合電路中的電流等于1= vbcR ： c ab1I . cQ= vbc = (bR 1,) B a考點：考查對電磁流量計的理解和應(yīng)用點評：難度較大，本題實質(zhì)上是有關(guān)磁與電傳感裝置的計算題，綜合性強、能力要求高，處理該類問題時要注意從分析粒子受力和力的變化入手B【解析】試題分析：AR由左手定則可知正離子向后內(nèi)側(cè)面偏轉(zhuǎn)，負離子向前內(nèi)側(cè)面偏轉(zhuǎn)，則前內(nèi)側(cè)面的電勢一定 低于后內(nèi)側(cè)面的電勢；B正確C當電壓表示數(shù)穩(wěn)定時，帶電離子做勻速直線運動則：qU=qBv, U = Bvb ,與離子濃度無關(guān)；錯誤bUc , 一一八D由Q =vs=知，正確B故選B考點：電磁流量計點評：稍難。注意電勢的高低與離子濃度無關(guān)，電壓穩(wěn)定后離子勻速運動，電場力與洛倫茲力相等。BD【解析】根據(jù)左手定則可得正離子向后內(nèi)側(cè)面偏轉(zhuǎn)，負離子向前內(nèi)側(cè)面偏轉(zhuǎn)，所以后內(nèi)側(cè)面比前內(nèi)側(cè)面電勢高，與哪種離子多無關(guān)。 A錯誤B正確。帶電粒子在磁場力(洛侖茲力)的作用下，正粒子向里偏轉(zhuǎn)，負 粒子向外偏轉(zhuǎn)，導(dǎo)致里、外不斷積累電荷，里、外板間的電勢差不斷增大，產(chǎn)生的電場也不斷增強，又使 帶電粒子受到與磁場力方向相反的電場力作用，且不斷增大，直到兩種力大小相等方向相反，以后的帶電 粒子將不再偏轉(zhuǎn)，里外板間的電壓將不再變化。根據(jù)：Eq = Bqv即四=Bqv得粒子速度即流速v =，_bBb