新人教版第10章專題強化9洛倫茲力與現(xiàn)代科技課件（32張）

第十章磁場專題強化九洛倫茲力與現(xiàn)代科技本專題是磁場、電場、力學(xué)等知識的綜合應(yīng)用，用到的知識有：動力學(xué)觀點(牛頓運動定律)、運動學(xué)觀點、能量觀點(動能定理、能量守恒定律)、電場的觀點(類平拋運動的規(guī)律)、磁場的觀點(帶電粒子在磁場中運動的規(guī)律)。一、電場、磁場分區(qū)域應(yīng)用實例1．質(zhì)譜儀(1)作用測量帶電粒子質(zhì)量和分離同位素。(2)原理(如圖所示)2．回旋加速器(1)構(gòu)造：如圖所示，D1、D2是半圓形金屬盒，D形盒處于勻強磁場中，D形盒的縫隙處接交流電源。(2)原理：交變電流周期和粒子做圓周運動的周期相等，使粒子每經(jīng)過一次D形盒縫隙，粒子被加速一次。例1C二、電場、磁場同區(qū)域并存的實例共同特點：當(dāng)帶電粒子(不計重力)在復(fù)合場中做勻速直線運動時，qvB＝qE。1．速度選擇器(1)平行板中電場強度E和磁感應(yīng)強度B互相垂直。(如圖)(3)速度選擇器只能選擇粒子的速度，不能選擇粒子的電性、電荷量、質(zhì)量。(4)速度選擇器具有單向性。2．磁流體發(fā)電機(1)原理：如圖所示，等離子體噴入磁場，正、負(fù)離子在洛倫茲力的作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)而聚集在B、A板上，產(chǎn)生電勢差，它可以把離子的動能通過磁場轉(zhuǎn)化為電能。(2)電源正、負(fù)極判斷：根據(jù)左手定則可判斷出圖中的B是發(fā)電機的正極。(1)原理：如圖所示，等離子體噴入磁場，正、負(fù)離子在洛倫茲力的作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)而聚集在B、A板上，產(chǎn)生電勢差，它可以把離子的動能通過磁場轉(zhuǎn)化為電能。(2)電源正、負(fù)極判斷：根據(jù)左手定則可判斷出圖中的B是發(fā)電機的正極。(3)電源電動勢U：設(shè)A、B平行金屬板的面積為S，兩極板間的距離為l，磁場磁感應(yīng)強度為B，等離子體的電阻率為ρ，噴入氣體的速度為v，板外電阻為R。當(dāng)正、負(fù)離子所受電場力和洛倫茲力平衡時，兩極板3．電磁流量計(1)流量(Q)的定義：單位時間流過導(dǎo)管某一截面的導(dǎo)電液體的體積。(2)公式：Q＝Sv；S為導(dǎo)管的橫截面積，v是導(dǎo)電液體的流速。4．霍爾效應(yīng)的原理與分析(1)定義：高為h、寬為d的導(dǎo)體(自由電荷是電子或正電荷)置于勻強磁場B中，當(dāng)電流通過導(dǎo)體時，在導(dǎo)體的上表面A和下表面A′之間產(chǎn)生電勢差，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)，此電壓稱為霍爾電壓。(2)電勢高低的判斷：如圖，導(dǎo)體中的電流I向右時，根據(jù)左手定則可得，若自由電荷是電子，則下表面A′的電勢高。若自由電荷是正電荷，則下表面A′的電勢低。(2022·武漢月考)武漢病毒研究所是我國防護(hù)等級最高的P4實驗室，在該實驗室中有一種污水流量計，其原理可以簡化為如下圖所示模型：廢液內(nèi)含有大量正、負(fù)離子，從直徑為d的圓柱形容器右側(cè)流入，左側(cè)流出，流量值Q等于單位時間通過橫截面的液體的體積?？臻g有垂直紙面向里的磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，下列說法正確的是(

)例2DA．帶電粒子所受洛倫茲力方向是水平向左B．正、負(fù)粒子所受洛倫茲力方向是相同的C．污水流量計也可以用于測量不帶電的液體的流速D．只需要測量MN兩點電壓就能夠推算廢液的流量(2023·湖北高三模擬)如圖所示為“用質(zhì)譜儀測定帶電粒子質(zhì)量”的裝置示意圖。速度選擇器中場強E的方向豎直向下，磁感應(yīng)強度B1的方向垂直紙面向里，分離器中磁感應(yīng)強度B2的方向垂直紙面向外，在S處有甲、乙、丙、丁四個一價正離子垂直于E和B1入射到速度選擇器中，若它們的質(zhì)量關(guān)系滿足m甲＝m乙<m丙＝m丁，速度關(guān)系滿足v甲<v乙＝v丙<v丁，它們的重力均可忽略，則打在P1、P2、P3、P4，四點的粒子(

)A．甲、丁、乙、丙 B.乙、甲、丙、丁C．丙、丁、乙、甲 D.丁、甲、丙、乙例3A〔專題強化訓(xùn)練〕1．(多選)(2022·廣東卷)如圖所示，磁控管內(nèi)局部區(qū)域分布有水平向右的勻強電場和垂直紙面向里的勻強磁場。電子從M點由靜止釋放，沿圖中所示軌跡依次經(jīng)過N、P兩點。已知M、P在同一等勢面上，下列說法正確的有()A．電子從N到P，電場力做正功B．N點的電勢高于P點的電勢C．電子從M到N，洛倫茲力不做功D．電子在M點所受的合力大于在P點所受的合力BC[解析]由題可知電子所受電場力水平向左，電子從N到P的過程中電場力做負(fù)功，故A錯誤；根據(jù)沿著電場線方向電勢逐漸降低可知N點的電勢高于P點，故B正確；由于洛倫茲力一直都和速度方向垂直，故電子從M到N洛倫茲力都不做功，故C正確；由于M點和P點在同一等勢面上，故從M到P電場力做功為0，而洛倫茲力不做功，M點速度為0，根據(jù)動能定理可知電子在P點速度也為0，則電子在M點和P點都只受電場力作用，在勻強電場中電子在這兩點電場力相等，即合力相等，故D錯誤。2．(2021·河北卷)如圖，距離為d的兩平行金屬板P、Q之間有一勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B1，一束速度大小為v的等離子體垂直于磁場噴入板間，相距為L的兩光滑平行金屬導(dǎo)軌固定在與導(dǎo)軌平面垂直的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度大小為B2，導(dǎo)軌平面與水平面夾角為θ，兩導(dǎo)軌分別與P、Q相連，質(zhì)量為m、電阻為R的金屬棒ab垂直導(dǎo)軌放置，恰好靜止，重力加速度為g，不計導(dǎo)軌電阻、板間電阻和等離子體中的粒子重力，下列說法正確的是(

)B3．(2023·湖北恩施市模擬預(yù)測)隨著個人防疫防護(hù)意識的提高，越來越多的人選擇用電動自行車代替公共交通，避免聚集傳染。電動自行車的速度控制是通過轉(zhuǎn)動右把手實現(xiàn)的，這種轉(zhuǎn)動把手稱為“霍爾轉(zhuǎn)把”，屬于傳感器非接觸控制，轉(zhuǎn)把內(nèi)部有永久磁體和霍爾器件等，截面如圖甲。永久磁體的左、右兩側(cè)分別為N、S極，開啟電源時，在霍爾器件的上、下面之間加一定的電壓，形成電流，如圖乙。隨著轉(zhuǎn)把的轉(zhuǎn)動，其內(nèi)部的永久磁體也跟著轉(zhuǎn)動，霍爾器件能輸出控制車速的霍爾電壓，已知車速與電壓的關(guān)系如圖丙。下列關(guān)于“霍爾轉(zhuǎn)把”的說法正確的是(