专题5速度选择器与磁流体发电机解析版.docx

1、专题5速度选择器与磁流体发电机解析版专题五 速度选择器与磁流体发电机基本知识点1速度选择器：(1)平行板中电场强度E和磁感应强度B互相垂直，这种装置能把具有一定速度的粒子选择出来，所以叫做速度选择器(2)带电粒子能够匀速沿直线通过速度选择器时的速度是v.(见下图) 2速度选择器的工作原理（1）粒子受力特点：同时受方向相反的电场力和磁场力作用。（2）粒子匀速通过速度选择器的条件：电场力和洛伦兹力平衡：qE=qvB，解得v=，速度大小只有满足v=的粒子才能做匀速直线运动。若v，电场力大，粒子向电场力方向偏，电场力做正功，动能增加若v，洛伦兹力大，粒子向磁场力方向偏，电场力做负功，动能减少3磁流体发

2、电机(1)磁流体发电是一项新兴技术，它可以把内能直接转化为电能(2)根据左手定则，如下图中的B板是发电机正极(3)磁流体发电机两极板间的距离为d，等粒子体速度为v，磁场磁感应强度为B，则两极板间能达到的最大电势差UBdv.4磁流体发电机的工作原理将等离子气体垂直于磁场方向喷入匀强磁场，正、负离子在洛伦兹力作用下发生上下偏转而聚集到A、B板上，产生电势差设平行金属板A、B的面积为S，相距L，等离子气体的电阻率为，喷入气体速率为v，板间磁场的磁感应强度为B，板外电阻为R，当正、负离子受到的洛伦兹力和静电力大小相等时，匀速通过A、B板间，此时A、B板上聚集的电荷最多，板间电势差最大，大小即为电源的电

3、动势E 沿从S极向N极方向观察，电路如图乙所示，此时：qBqv，则电动势EBLv，电源内阻r由闭合电路欧姆定律知，通过R的电流I例题分析一、速度选择器 例1 如图所示为一速度选择器，也称为滤速器的原理图。K为电子枪，由枪中沿KA方向射出的电子，速率大小不一。当电子通过方向互相垂直的匀强电场和匀强磁场后，只有一定速率的电子能沿直线前进，并通过小孔S。设产生匀强电场的平行板间的电压为300 V，间距为5 cm，垂直纸面的匀强磁场的磁感应强度为0.06 T，问：(1)磁场的指向应该向里还是向外？(2)速率为多大的电子才能通过小孔S?(对应训练)在两平行金属板间，有如图所示的互相正交的匀强电场和匀强磁

4、场粒子以速度v0从两板的正中央垂直于电场方向和磁场方向从左向右射入时，恰好能沿直线匀速通过供下列各小题选择的答案有：A不偏转 B向上偏转C向下偏转 D向纸内或纸外偏转(1)若质子以速度v0从两板的正中央垂直于电场方向和磁场方向从左向右射入时，质子将_(2)若电子以速度v0从两板的正中央垂直于电场方向和磁场方向从左向右射入时，电子将_(3)若质子以大于v0的速度，沿垂直于匀强电场和匀强磁场的方向从两板正中央射入，质子将_二、磁流体发电机例2 如图所示，是磁流体发电机的示意图，两极板间的匀强磁场磁感应强度为B0.5 T，极板间距d20 cm，如果要求该发电机的输出电压为U20 V，则离子的速率为多

5、少？ (对应训练)如图所示是磁流体发电机原理示意图A、B两极板间的磁场方向垂直于纸面向里等离子束从左向右进入板间下述正确的是()AA极板电势高于B极板，负载R中电流向上BB极板电势高于A极板，负载R中电流向上CA极板电势高于B极板，负载R中电流向下DB极板电势高于A极板，负载R中电流向下三、流量计例3 为监测某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计。该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a、b、c，左右两端开口。在垂直于上下表面方向加磁感应强度大小为B的匀强磁场，在前后两个内侧面分别固定有金属板作为电极。污水充满管口从左向右流经该装置时，接在M、N两端间的电压表将

6、显示两极间的电压U。若用Q表示污水流量(单位时间内排出的污水体积)，下列说法中正确的是()AN端的电势比M端的高B若污水中正、负离子数相同，则前后表面的电势差为零C电压表的示数U跟a和b都成正比，跟c无关D电压表的示数U跟污水的流量Q成正比(对应训练)为监测某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端装了如图所示的流量计该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为A，B，C，左右两端开口在垂直于上下底面方向加磁感应强度大小为B的匀强磁场，在前后两个内侧面分别固定有金属板作为电极污水充满管口从左向右流经该装置时，电压表将显示两个电极间的电压U若用Q表示污水流量（单位时间内排出的污水体积），下列说法

7、中正确的是（）A前表面比后表面电势高B前表面比后表面电势低C污水中离子浓度越高电压表的示数将越大D污水流量Q与U成正比，与A，B无关专题训练1如右图为一“滤速器”装置的示意图a、b为水平放置的平行金属板，一束具有各种不同速率的电子沿水平方向经小孔O进入a、b两板之间为了选取具有某种特定速率的电子，可在a、b间加上电压，并沿垂直于纸面的方向加一匀强磁场，使所选电子仍能够沿水平直线OO运动，由O射出不计重力作用可能达到上述目的的办法是()A使a板电势高于b板，磁场方向垂直纸面向里B使a板电势低于b板，磁场方向垂直纸面向里C使a板电势高于b板，磁场方向垂直纸面向外D使a板电势低于b板，磁场方向垂直纸

8、面向外2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3如图所示,铜质导电板置于匀强磁场中,通电时铜板中电流方向向下,由于磁场的作用,则()A板左侧聚集较多电子,使B点电势高于A点B板左侧聚集较多电子,使A点电势高于B点C板右侧聚集较多电子,使A点电势高于B点D板右侧聚集较多电子,使B点电势高于A点4如图所示的正交电场和磁场中，有一粒子沿垂直于电场和磁场的方向飞入其中，并沿直线运动(不考虑重力作用)，则此粒子()A一定带正电 B一定带负电C可能带正电

9、或负电，也可能不带电 D一定不带电5如图所示，带电平行板中匀强电场方向竖直向上，匀强磁场方向水平(垂直纸面向里)，某带电小球从光滑绝缘轨道上的a点自由滑下，经过轨道端点P进入板间后恰好沿水平方向做直线运动，现使球从较低的b点开始滑下，经P点进入板间，则球在板间运动过程中，下列说法正确的是()A其动能将会增大B其电势能将会增大C小球所受的磁场力将会增大D小球所受的电场力将会增大6如图所示，一电子束垂直于电场线与磁感应线方向入射后偏向A极板，为了使电子束沿射入方向做直线运动，可采用的方法是()A将变阻器滑动头P向右滑动B将变阻器滑动头P向左滑动C将极板间距离适当减小D将极板间距离适当增大7如图是磁

10、流体发电机的原理示意图,金属板M、N正对着平行放置,且板面垂直于纸面,在两板之间接有电阻R。在极板间有垂直于纸面向里的匀强磁场。当等离子束(分别带有等量正、负电荷的离子束)从左向右进入极板时,下列说法中正确的是()AN板的电势高于M板的电势 BM板的电势等于N板的电势CR中有由b向a方向的电流 DR中有由a向b方向的电流8截面为矩形的载流金属导线置于磁场中，导线中电流方向向右，如图所示，将出现下列哪种情况()A在b表面聚集正电荷，而a表面聚集负电荷B在a表面聚集正电荷，而b表面聚集负电荷C开始通电时，电子做定向移动并向b偏转D两个表面电势不同，a表面电势较高9如图所示为磁流体发电机发电原理示意

11、图，将一束等离子体(高温下电离的气体，含有大量带正电和负电的微粒)射入磁场，磁场中有两块金属板P、Q，这时金属板上就会聚集电荷，产生电压两金属板的板长为L1，板间距离为L2，匀强磁场的磁感应强度为B且平行于两金属板，等离子体充满两板间的空间等离子体的初速度v与磁场方向垂直，当发电机稳定发电时，P板和Q板间电势差UPQ为()AvBL1 BvBL2 C D10如图所示，连接两平行金属板的导线的一部分CD与另一回路的一段导线GH平行且均在纸面内，金属板置于磁场中，磁场方向垂直于纸面向里，当一束等离子体射入两金属板之间时，CD段导线受到力F的作用则()A若等离子体从右方射入，F向左 B若等离子体从右方

12、射入，F向右C若等离子体从左方射入，F向左 D若等离子体从左方射入，F向右11如图所示，平行板电容器的两板与电源相连，板间同时有电场和垂直纸面向里的匀强磁场B，一个带电荷量为q的粒子以v0为初速度从两板中间沿垂直电磁场方向进入，穿出时粒子的动能减小了，若想使这个带电粒子以v0沿原方向匀速直线运动穿过电磁场，可采用的办法是()A减小平行板的正对面积 B增大电源电压C减小磁感应强度B D增大磁感应强度B12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)沿如图所示方向射入磁场，下列说法正确的是()A正电荷向A板偏转B负电荷向A板偏转C洛伦兹力对正电荷做正功D洛伦兹力对负电荷做正功

13、13一种新型发电机叫磁流体发电机，如图所示表示它的发电原理：将一束等离子体(即高温下电离的气体，含有大量带正电和负电的粒子，而从整体来说呈中性)沿图中所示方向喷射入磁场，磁场中有两块金属板A、B，这时金属板上就聚集了电荷。在磁极配置如图中所示的情况下，下列说法中正确的是 ()AA板带正电B有电流从b经用电器流向aC金属板A、B间的电场方向向下D等离子体发生偏转的原因是离子所受洛伦兹力小于所受电场力14如图所示，电路中有一段金属导体，它的横截面是宽为a、高为b的长方形，放在沿y轴正方向的匀强磁场中，导体中通有沿x轴正方向、大小为I的电流，已知金属导体中单位体积的自由电子数为n，电子电荷量为e，金

14、属导电过程中，自由电子做定向移动可视为匀速运动，测出金属导体前后两个侧面间的电势差的大小为U，则下列说法正确的是()A前侧面电势较高 B后侧面电势较高C磁感应强度大小为 D磁感应强度的大小15如图所示是粒子速度选择器的原理图，如果粒子所具有的速率v，(不计粒子的重力)那么()A带正电粒子必须沿ab方向从左侧进入场区，才能沿直线通过B带负电粒子必须沿ba方向从右侧进入场区，才能沿直线通过C不论粒子电性如何，沿ab方向从左侧进入场区，都能沿直线通过D不论粒子电性如何，沿ba方向从右侧进入场区，都能沿直线通过16如图所示为一速度选择器，也称为滤速器的原理图K为电子枪，由枪中沿KA方向射出的电子，速率

15、大小不一当电子通过方向互相垂直的均匀电场和磁场后，只有一定速率的电子能沿直线前进，并通过小孔S.设产生匀强电场的平行板间的电压为300 V，间距为5 cm，垂直纸面的匀强磁场的磁感应强度为0.06 T，问：(1)磁场的方向应该垂直纸面向里还是向外？(2)速度为多大的电子才能通过小孔S?17一种测量血管中血流速度仪器的原理如图所示，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2.0 mm，磁场的磁感应强度为0.08 T，电压表测出的电压为0.10 mV，则血流速度大小为多少？(取两位有效数字)18如图所示是电磁流量计的示意图，在非磁性材料做成的圆管道外加一匀强磁场，

16、当管中的导电液体流过磁场区域时，测出管壁上a、b两点间的电势差U，就可以知道管中液体的流量Q单位时间内流过液体的体积(m3/s)。已知圆管的直径为D，磁感应强度为B，试推导出Q与U的关系式。19目前世界上正在研究新型发电机磁流体发电机，它的原理图如图所示，设想在相距为d的两平行金属板间加磁感应强度为B的匀强磁场，两板通过开关和灯泡相连将气体加热电离后，由于正负离子一样多，且带电荷量均为q，因而称为等离子体，将其以速度v喷入甲、乙两板之间，这时甲、乙两板就会聚集电荷，产生电压，这就是磁流体发电机的原理，它可以直接把内能转化为电能，试问：(1)图中哪个极板是发电机的正极？(2)发电机的电动势为多大

17、？(3)设喷入两极板间的离子流每立方米中有n个负电荷，离子流的横截面积为S，则发电机的最大功率为多大？专题五 速度选择器与磁流体发电机基本知识点1速度选择器：(1)平行板中电场强度E和磁感应强度B互相垂直，这种装置能把具有一定速度的粒子选择出来，所以叫做速度选择器(2)带电粒子能够匀速沿直线通过速度选择器时的速度是v.(见下图) 2速度选择器的工作原理（1）粒子受力特点：同时受方向相反的电场力和磁场力作用。（2）粒子匀速通过速度选择器的条件：电场力和洛伦兹力平衡：qE=qvB，解得v=，速度大小只有满足v=的粒子才能做匀速直线运动。若v，电场力大，粒子向电场力方向偏，电场力做正功，动能增加若v

18、，洛伦兹力大，粒子向磁场力方向偏，电场力做负功，动能减少3磁流体发电机(1)磁流体发电是一项新兴技术，它可以把内能直接转化为电能(2)根据左手定则，如下图中的B板是发电机正极(3)磁流体发电机两极板间的距离为d，等粒子体速度为v，磁场磁感应强度为B，则两极板间能达到的最大电势差UBdv.4磁流体发电机的工作原理将等离子气体垂直于磁场方向喷入匀强磁场，正、负离子在洛伦兹力作用下发生上下偏转而聚集到A、B板上，产生电势差设平行金属板A、B的面积为S，相距L，等离子气体的电阻率为，喷入气体速率为v，板间磁场的磁感应强度为B，板外电阻为R，当正、负离子受到的洛伦兹力和静电力大小相等时，匀速通过A、B板

19、间，此时A、B板上聚集的电荷最多，板间电势差最大，大小即为电源的电动势E 沿从S极向N极方向观察，电路如图乙所示，此时：qBqv，则电动势EBLv，电源内阻r由闭合电路欧姆定律知，通过R的电流I例题分析一、速度选择器 例1 如图所示为一速度选择器，也称为滤速器的原理图。K为电子枪，由枪中沿KA方向射出的电子，速率大小不一。当电子通过方向互相垂直的匀强电场和匀强磁场后，只有一定速率的电子能沿直线前进，并通过小孔S。设产生匀强电场的平行板间的电压为300 V，间距为5 cm，垂直纸面的匀强磁场的磁感应强度为0.06 T，问：(1)磁场的指向应该向里还是向外？(2)速率为多大的电子才能通过小孔S?(

20、对应训练)在两平行金属板间，有如图所示的互相正交的匀强电场和匀强磁场粒子以速度v0从两板的正中央垂直于电场方向和磁场方向从左向右射入时，恰好能沿直线匀速通过供下列各小题选择的答案有：A不偏转 B向上偏转C向下偏转 D向纸内或纸外偏转(1)若质子以速度v0从两板的正中央垂直于电场方向和磁场方向从左向右射入时，质子将_(2)若电子以速度v0从两板的正中央垂直于电场方向和磁场方向从左向右射入时，电子将_(3)若质子以大于v0的速度，沿垂直于匀强电场和匀强磁场的方向从两板正中央射入，质子将_二、磁流体发电机例2 如图所示，是磁流体发电机的示意图，两极板间的匀强磁场磁感应强度为B0.5 T，极板间距d2

21、0 cm，如果要求该发电机的输出电压为U20 V，则离子的速率为多少？ (对应训练)如图所示是磁流体发电机原理示意图A、B两极板间的磁场方向垂直于纸面向里等离子束从左向右进入板间下述正确的是()AA极板电势高于B极板，负载R中电流向上BB极板电势高于A极板，负载R中电流向上CA极板电势高于B极板，负载R中电流向下DB极板电势高于A极板，负载R中电流向下三、流量计例3 为监测某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计。该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a、b、c，左右两端开口。在垂直于上下表面方向加磁感应强度大小为B的匀强磁场，在前后两个内侧面分别固定有金属板作为

22、电极。污水充满管口从左向右流经该装置时，接在M、N两端间的电压表将显示两极间的电压U。若用Q表示污水流量(单位时间内排出的污水体积)，下列说法中正确的是()AN端的电势比M端的高B若污水中正、负离子数相同，则前后表面的电势差为零C电压表的示数U跟a和b都成正比，跟c无关D电压表的示数U跟污水的流量Q成正比(对应训练)为监测某化工厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端装了如图所示的流量计该装置由绝缘材料制成，长、宽、高分别为A，B，C，左右两端开口在垂直于上下底面方向加磁感应强度大小为B的匀强磁场，在前后两个内侧面分别固定有金属板作为电极污水充满管口从左向右流经该装置时，电压表将显示两个电极

23、间的电压U若用Q表示污水流量（单位时间内排出的污水体积），下列说法中正确的是（）A前表面比后表面电势高B前表面比后表面电势低C污水中离子浓度越高电压表的示数将越大D污水流量Q与U成正比，与A，B无关专题训练1如右图为一“滤速器”装置的示意图a、b为水平放置的平行金属板，一束具有各种不同速率的电子沿水平方向经小孔O进入a、b两板之间为了选取具有某种特定速率的电子，可在a、b间加上电压，并沿垂直于纸面的方向加一匀强磁场，使所选电子仍能够沿水平直线OO运动，由O射出不计重力作用可能达到上述目的的办法是()A使a板电势高于b板，磁场方向垂直纸面向里B使a板电势低于b板，磁场方向垂直纸面向里C使a板电势

24、高于b板，磁场方向垂直纸面向外D使a板电势低于b板，磁场方向垂直纸面向外2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3如图所示,铜质导电板置于匀强磁场中,通电时铜板中电流方向向下,由于磁场的作用,则()A板左侧聚集较多电子,使B点电势高于A点B板左侧聚集较多电子,使A点电势高于B点C板右侧聚集较多电子,使A点电势高于B点D板右侧聚集较多电子,使B点电势高于A点4如图所示的正交电场和磁场中，有一粒子沿垂直于电场和磁场的方向飞入其中，并沿直线运动(不

25、考虑重力作用)，则此粒子()A一定带正电 B一定带负电C可能带正电或负电，也可能不带电 D一定不带电5如图所示，带电平行板中匀强电场方向竖直向上，匀强磁场方向水平(垂直纸面向里)，某带电小球从光滑绝缘轨道上的a点自由滑下，经过轨道端点P进入板间后恰好沿水平方向做直线运动，现使球从较低的b点开始滑下，经P点进入板间，则球在板间运动过程中，下列说法正确的是()A其动能将会增大B其电势能将会增大C小球所受的磁场力将会增大D小球所受的电场力将会增大6如图所示，一电子束垂直于电场线与磁感应线方向入射后偏向A极板，为了使电子束沿射入方向做直线运动，可采用的方法是()A将变阻器滑动头P向右滑动B将变阻器滑动

26、头P向左滑动C将极板间距离适当减小D将极板间距离适当增大7如图是磁流体发电机的原理示意图,金属板M、N正对着平行放置,且板面垂直于纸面,在两板之间接有电阻R。在极板间有垂直于纸面向里的匀强磁场。当等离子束(分别带有等量正、负电荷的离子束)从左向右进入极板时,下列说法中正确的是()AN板的电势高于M板的电势 BM板的电势等于N板的电势CR中有由b向a方向的电流 DR中有由a向b方向的电流8截面为矩形的载流金属导线置于磁场中，导线中电流方向向右，如图所示，将出现下列哪种情况()A在b表面聚集正电荷，而a表面聚集负电荷B在a表面聚集正电荷，而b表面聚集负电荷C开始通电时，电子做定向移动并向b偏转D两

27、个表面电势不同，a表面电势较高9如图所示为磁流体发电机发电原理示意图，将一束等离子体(高温下电离的气体，含有大量带正电和负电的微粒)射入磁场，磁场中有两块金属板P、Q，这时金属板上就会聚集电荷，产生电压两金属板的板长为L1，板间距离为L2，匀强磁场的磁感应强度为B且平行于两金属板，等离子体充满两板间的空间等离子体的初速度v与磁场方向垂直，当发电机稳定发电时，P板和Q板间电势差UPQ为()AvBL1 BvBL2 C D10如图所示，连接两平行金属板的导线的一部分CD与另一回路的一段导线GH平行且均在纸面内，金属板置于磁场中，磁场方向垂直于纸面向里，当一束等离子体射入两金属板之间时，CD段导线受到

28、力F的作用则()A若等离子体从右方射入，F向左 B若等离子体从右方射入，F向右C若等离子体从左方射入，F向左 D若等离子体从左方射入，F向右11如图所示，平行板电容器的两板与电源相连，板间同时有电场和垂直纸面向里的匀强磁场B，一个带电荷量为q的粒子以v0为初速度从两板中间沿垂直电磁场方向进入，穿出时粒子的动能减小了，若想使这个带电粒子以v0沿原方向匀速直线运动穿过电磁场，可采用的办法是()A减小平行板的正对面积 B增大电源电压C减小磁感应强度B D增大磁感应强度B12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)沿如图所示方向射入磁场，下列说法正确的是()A正电荷向A板偏转

29、B负电荷向A板偏转C洛伦兹力对正电荷做正功D洛伦兹力对负电荷做正功13一种新型发电机叫磁流体发电机，如图所示表示它的发电原理：将一束等离子体(即高温下电离的气体，含有大量带正电和负电的粒子，而从整体来说呈中性)沿图中所示方向喷射入磁场，磁场中有两块金属板A、B，这时金属板上就聚集了电荷。在磁极配置如图中所示的情况下，下列说法中正确的是 ()AA板带正电B有电流从b经用电器流向aC金属板A、B间的电场方向向下D等离子体发生偏转的原因是离子所受洛伦兹力小于所受电场力14如图所示，电路中有一段金属导体，它的横截面是宽为a、高为b的长方形，放在沿y轴正方向的匀强磁场中，导体中通有沿x轴正方向、大小为I的电流，已知金属导体中单位体积的自由电子数为n，电子电荷量为e，金属导电过程中，自由电子做定向移动可视为匀速运动，测出金属导体前后两个侧面间的电势差的大小为U，则下列说法正确的是()A前侧面电势较高 B后侧面电势较高C磁感应强度大小为 D磁感应强度的大小15如图所示是粒子速度选择器的原理图，如果粒子所具有的速率v，(不计粒子的重力)那么()A带正电粒子必须沿ab方向从左侧进入场区，才能沿直线通过B带负电粒子必须沿ba方向从右侧进入场区，才能沿