高二物理专题练习-7-.-磁场与现代技术(1)

第7课时 磁场与现代技术（1）
一、速度选择器：
1、结构：加速场，选择场（复合场）；
2、原理：
（1）受力：f 与F 平衡，即qE=qvB ；
（2）运动性质：从左到右匀速通过；
（3）速度：B E v /0=；
（4）能量：f 与F 对粒子都不做功；
3、调节途径：
调节E 、B 的值，选择所需的速度值；
思考：① 选择器对粒子的电性有无要求？对电量多少有无要求？
② 电荷从左直线穿过，能否从右向左穿过？
二、磁流体发动机：
1、结构：燃烧室0,发电通道E ，偏转磁场B ；
2、原理：
（2500K 高温，燃料与氧化剂在燃烧室）燃烧 → 电
离为导电的正负离子（等离子体） → 高速喷入通道
→ 离子偏转 → 动态平衡，两板产生电势差。

3、电势差的计算： Bd
U B E v ==； ∴ Bdv U =； 4、供电：
开关接通，电子向正极板运动，U 减小，等离子体继续向两极运动，达到动态平衡。

三、质谱仪：
1、用途：分析同位素，测其质量，比荷，含量比等，最初由汤姆生设计。

2、结构：离子源（0）、加速电场（U ）、速度选择器（E 、B 1）、偏转磁场（B 2）、胶片等。

3、原理：
（1）测比荷和质量：
加速后：22
1mv qU =
； 通过速度选择器：1/B E v =； 偏转后：212222B qB mE qB mv r d ===； d
B B E m q 212=∴； E d B qB m 221=； （2)同位素种类及含量比：
谱线条数 → 种类数； 各条的强弱（粗细）→ 含量的多少；
四、电磁流量计：
电磁流量计原理可解释为：如图所示，一圆形导管直径为d ，用非磁性材料制成， 其中有可以导电的液体向左流动．导电液体中的自由电荷（正、负离子）在洛仑兹力 作用下横向偏转，a 、b 间出现电势差．当自由电荷所受电场力和洛仑兹力平衡时，a 、 b 间的电势差就保持稳定．求：流量Q=？
五、课堂练习：
1、目前，世界上正在研究一种新型发电机叫磁流体发电机。

如图所示表示
了它的发电原理：将一束等离子体垂直于磁场方向喷入磁场，在磁场中
有两块金属板A 、B ，这时金属板上就会聚集电荷，产生电压。

如果射入
的等离子体速度均为v ，两金属板的板长为L ，板间距离为d ，板平面的
面积为S ，匀强磁场的磁感应强度为B ，方向垂直于速度方向，负载电阻
为R ，等离子体充满两板间的空间。

当发电机稳定发电时，电流表示数
为I ，那么板间等离子体的电阻率为( ) A.)(R I Bdv d S - B.)(R I BLv d S - C.)(R I Bdv L S - D.)(R I
BLv L S -
2、如图所示，有a 、b 、c 、d 四个离子，它们带等量同种电荷，质
量不等，有m a =m b ＜m c =m d ，以不等的速率v a ＜v b =v c ＜v d 进入速度选
择器后，有两种离子从速度选择器中射出，进入B 2磁场，由此可
判定 （ ）
A ．射向P 1的是a 离子
B ．射向P 2的是b 离子
C ．射向A 1的是c 离子
D ．射向A 2的是d 离子。

3、 一束混合的离子束，先径直穿过正交匀强电、磁场，再进入一个
磁场区域后分裂成几束，如图所示，若粒子的重力不计，这分裂是
因为（ ）
A ．带电性质不同，有正离又有负离子
B ．速度不同
C ．质量和电量的比值不同
D ．以上答案均不正确
4、为了测量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，在垂直于上下底面方向加磁感应强度为B 的匀强磁
场，在前后两个内侧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），下列说法中正确的是 （ ）
A ．若污水中正离子较多，则前表面比后表面电势高
B ．前表面的电势一定低于后表面的电势，与哪种离子多无关
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
5、电磁流量计广泛应用于测量可导电流体(如污水)在管中的流量(在单位时间内通过管内横 截面的流体的体积)，为了简化，假设流量 计是如图所示的横截面为长方形的一段管 道，其中空部分的长、宽、高分别为图中的a 、b 、c ．流量计的两端与输送流体的管道 相连接（图中虚线）．图中流量计的上下两面是金属材料，前后两面是绝缘材料．现于 流量计所在处加磁感应强度为B 的匀强磁场，磁场方向垂直于前后两面．当导电流体稳 定地流经流量计时，在管外将流量计上、下两表面分别与一串接了电阻R 的电流表的两 端连接，I 表示测得的电流值．已知流体的电阻率为ρ．不计电流计的内阻，则可求得 流量为 [ ]
A.
)(c b aR B I ρ+ B. )(a c bR B I ρ+ C.
)(b a cR B I ρ+ D.)(a
bc R B I ρ+
第14课时磁场与现代技术（1）
参考答案
题号 1 2 3 4 5
答案 A A C BD B。