2013年高考物理二轮专题复习 模型讲解 电磁流量计模型
电磁流量计模型冲关
电磁流量计模型冲关如图所示，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，导电流体中的自由电荷(正负离子)在洛伦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伦兹力平衡时，a 、b 间的电势差就保持稳定。
由qvB ＝qE ＝q U d可得v ＝U Bd流量Q ＝Sv ＝πd 24·U Bd ＝πdU 4B1．环保部门为了监测某化肥厂的污水排放量，技术人员在该厂的排污管末端安装了如图所示的流量计．该装置的外形为一长方体，由绝缘材料制成，长、宽、高分别为a 、b 、c ，左右两端开口，在垂直于上下表面加磁感应强度为B 的匀强磁场，在前后两个内侧面固定有金属板作为电极，电阻率为ρ的污水从左向右匀速流经该装置时，接在两电极间的理想电压表显示两个电极间的电压为U ，求：(1)该装置内电场场强的大小和方向；(2)污水的流量Q (单位时间内排出的污水体积)；(3)若从两个电极引出两条导线，导线间接一阻值为R 的电阻时理想电压表的示数．2．如图所示，在磁感应强度为B 的匀强磁场中，有一长方体的厚度为d 、左右侧面的表面积为S 的绝缘容器，容器内装满密度为ρ的导电液体，容器两侧面中心处连有两竖直放置的玻璃管T 1和T 2，容器的上、下两个面均是用不能和导电液体发生化学反应的铂金制成的极板A 、K ，并与开关S 、电动势为E 的无内阻电源相接组成电路，容器的两侧面均和磁感线方向平行．当合上开关S 后，发现两玻璃管中导电液体液面的高度差为h.(1)判断两个玻璃管T 1和T 2液面哪个高，简要说明理由；(2)求导电液体的电阻R.参考答案1．（1）U E b= 方向指向纸外（由后侧面指向前侧面） （2）Uc B（3）Rac U Rac b ρ+ 【解析】（1）根据匀强电场场强公式 U E b= 由左手定则，在洛仑兹力作用下，正离子向后表面偏转，负离子向前表面偏转，故后表面上带正电荷，前表面上带负电荷，故后表面电势比前表面高，电场强度的方向指向纸外或由后侧面指向前侧面。
高二物理选修3-1第三章磁场第6节带电粒子在匀强磁场中的运动专题电磁流量计课件
第6节带电粒子在匀强磁场中的运动 专题电磁流量计
【知识梳理】 1.电磁流量计的构造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a、b、c，流量计的两端与输 送流体的管道相连（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。 2.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Q）。
4．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a、b、c，流量计的 两端与输送流体的管道相连（图中虚线）。图中流量计的上 下两面是金属材料，前后两面是
A．Q＝πdE/B
B．Q＝πdE/4B
C．Q＝πd2E/4B D．Q＝πd2E/B
2.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。
则（ CD ） A．泵体上表面应接电源负极 B．电磁泵对液体产生的推力大小为BIL1 C．电源提供的电功率为U2L2/ρ D．质量为m的液体离开泵时的动能为UIt-mgh-I2ρt/L1
7．电磁流量计是一种测量导电液体流量的装置（单位时 间里通过某一截面的液体体积，称为流量），其结构如图 所示，矩形管道横截面的宽和高分别为L1=0.4m、L2=0.5m， 上下两侧是导体材料，另两侧是绝缘材料，匀强磁场垂直 于绝缘材料的两侧。当液体自右向左
高中物理解题模型详解(20套精讲)
高考物理解题模型目录第一章运动和力一、追及、相遇模型二、先加速后减速模型三、斜面模型四、挂件模型五、弹簧模型（动力学）第二章圆周运动一、水平方向的圆盘模型二、行星模型第三章功和能一、水平方向的弹性碰撞二、水平方向的非弹性碰撞三、人船模型四、爆炸反冲模型第四章力学综合一、解题模型：二、滑轮模型三、渡河模型第五章电路一、电路的动态变化二、交变电流第六章电磁场一、电磁场中的单杆模型二、电磁流量计模型三、回旋加速模型四、磁偏转模型第一章运动和力模型讲解：一、追及、相遇模型1、火车甲正以速度v1 向前行驶，司机突然发现前方距甲d处有火车乙正以较小速度v2同向匀速行驶，于是他立即刹车，使火车做匀减速运动。
为了使两车不相撞，加速度 a 应满足什么条件？解析：设以火车乙为参照物，则甲相对乙做初速为(v1 -v2) 、加速度为 a 的匀减速运动。
若甲相对乙的速度为零时两车不相撞，则此后就不会相撞。
因此，不相撞的临界条件是：甲车减速到与乙车车速相同时，甲相对乙的位移为 d。
(v -v )2即：0 - (v1-v2)2 =-2ad，a = 1 2 ，2d(v -v )2故不相撞的条件为a ≥ 1 22d2、甲、乙两物体相距 s，在同一直线上同方向做匀减速运动，速度减为零后就保持静止不动。
甲物体在前，初速度为v1，加速度大小为a1。
乙物体在后，初速度为v2，加速度大小为a2 且知v1<v2，但两物体一直没有相遇，求甲、乙两物体在运动过程中相距的最小距离为多少？解析：若是v1a1≤v2 ，说明甲物体先停止运动或甲、乙同时停止运动。
在运动过程中，a2乙的速度一直大于甲的速度，只有两物体都停止运动时，才相距最近，可得最近距离为v 2 v 2∆s =s + 1 - 22a1 2a2若是v1a2>v2a2，说明乙物体先停止运动那么两物体在运动过程中总存在速度相等的时刻，此时两物体相距最近，根据v共=v1-a1t =v2-a2t ，求得t =v2-v1a2-a1在t 时间内甲的位移s1=v共+v1 t2乙的位移s2=v共+v2 t2代入表达式∆s =s +s1-s2求得∆s =s -(v2-v1)2(a2-a1)3、如图 1.01 所示，声源S 和观察者A 都沿x 轴正方向运动，相对于地面的速率分别为vS和vA。
电磁流量计PPT
增加停电记录功能 增加防雷击功能 增加电脑数据采集功能 增加电极自检功能 电路部分产生热量更低
按输出信号连线和 激磁连线制式分类
四线制：输出信号线 和电源线（或流量传 感器和传感器间的激 磁电流线）分别由2 组各2根导线的四线 制组成
二线制：输出信号和 电源共用导线的二线 制仪表。可以节省费 用。
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三 .电磁流量计的特点及使用要求
1.电磁流量计的特点
• 电磁流量计能耗较低。 • 可测量赃污介质、腐蚀性介质及悬浊性液固两相流 的流量。 • 电磁流量计在测量过程中，不受被测介质的温度、 粘度、密度以电导率（在一定范围）的影响。 • 量程范围极宽，其测量范围度可达100：1，有的甚 至达1000：1的可运行流量范围。 • 电磁流量计无机械惯性，反应灵敏，可以测量瞬时 脉动流量，也可测量正反两个方向的流量。 • 工业用电磁流量计的口径范围极宽，从几个毫米一 直到几米，可以满足不同领域不同口径的需求。
类似于e=BLu,在磁感应强度为B的均匀磁场中，垂 直于磁场方向放一个内径为D的不导磁管，当导电 液体在管道中以流速V流动时，导电流体就切割磁 力线。如果在管道截面上垂直于磁场的直径两端
电磁流量计实物图及原理图
安装一对电极。只要管道内流速分布为轴对称 分布，两电极之间将产生感应电动势： e=BDV*10^(-8) 由此可知管道的体积流量为：
水工艺仪表
电磁流量计
2013年11月18日
电磁流量计
一 电磁流量计的发展历史
二 电磁流量计的工作原理及其分类
三 电磁流量计的特点及使用要求
模型54 电磁流量计和磁流体发电模型(解析版)
2024高考物理二轮复习80热点模型最新高考题模拟题专项训练模型54 电磁流量计和磁流体发电模型最新高考题1.（2021高考河北物理）如图，距离为d 的两平行金属板P 、Q 之间有一匀强磁场，磁感应强度大小为1B ，一束速度大小为v 的等离子体垂直于磁场喷入板间。
相距为L 的两光滑平行金属导轨固定在与导轨平面垂直的匀强磁场中，磁感应强度大小为2B ，导轨平面与水平面夹角为θ，两导轨分别与P 、Q 相连。
质量为m 、电阻为R 的金属棒ab 垂直导轨放置，恰好静止。
重力加速度为g ，不计导轨电阻、板间电阻和等离子体中的粒子重力。
下列说法正确的是（）A ．导轨处磁场的方向垂直导轨平面向上，12sin mgR vB B Ld θ=B ．导轨处磁场的方向垂直导轨平面向下，12sin mgR v B B Ld θ=C ．导轨处磁场的方向垂直导轨平面向上，12tan mgR v B B Ld θ=D ．导轨处磁场的方向垂直导轨平面向下，12tan mgR v B B Ldθ=【参考答案】B【名师解析】由左手定则可知正离子偏向Q 板，ab 中电流方向从a 指向b 。
金属棒ab 垂直导轨放置，恰好静止，说明金属棒所受安培力沿导轨向上，由左手定则可判断出导轨处磁场的方向垂直导轨平面向下。
一束速度大小为v 的等离子体垂直于磁场喷入板间，产生的感应电动势E=B 1dv ，金属棒ab 中电流I=E/R ，受到沿倾斜导轨向上的安培力F=B2IL ，由平衡条件，F=mgsin θ，联立解得12sin mgR v B B Ldθ=，选项B 正确。
2. （2018年11月浙江选考物理）磁流体发电的原理如图所示。
将一束速度为v 的等离子体垂直于磁场方向喷入磁感应强度为B 的匀强磁场中，在相距为d 、宽为a 、长为b 的两平行金属板间便产生电压。
如果把上、下板和电阻R 连接，上、下板就是一个直流电源的两极。
若稳定时等离子体在两板间均匀分布，电阻率为ρ。
电磁流量计高中物理公式
电磁流量计高中物理公式电磁流量计是一种常见的流量测量仪器，通过电磁力的作用原理来测量流体的流量。
在高中物理学习中，我们可能会接触到关于电磁流量计的一些基本原理和公式。
下面将介绍一些与电磁流量计相关的高中物理公式。
1. 电磁感应定律电磁流量计利用了电磁感应的原理来测量流体的流速。
根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小与磁场的变化率成正比。
公式表达为：\[ \epsilon = - \frac {d \Phi} {dt} \]其中，\( \epsilon \) 为感应电动势，\( \Phi \) 为磁通量，\( t \) 为时间。
2. 洛伦兹力在电磁流量计中，流体携带带电粒子形成电流，而在磁场中运动的电流会受到洛伦兹力的作用。
洛伦兹力与电流方向、磁场方向及大小有关。
公式表达为：\[ F = q \times v \times B \times \sin{\theta} \]其中，\( F \) 为洛伦兹力，\( q \) 为电荷量，\( v \) 为流速，\( B \) 为磁感应强度，\( \theta \) 为电流方向和磁场方向之间的夹角。
3. 磁场密度磁场密度是电磁流量计中的一个重要参数，它指示磁场的强度。
磁场密度的大小会影响洛伦兹力的大小，从而影响流体的流速测量结果。
公式表达为：\[ B = \frac {F} {q \times v \times \sin{\theta}} \]4. 磁感应强度磁感应强度是描述磁场强度的物理量，它与电流强度及磁场中的物质有关。
在电磁流量计中，磁感应强度会直接影响洛伦兹力的大小。
公式表达为：\[ B = \frac {\mu \times I} {2 \times \pi \times r} \]其中，\( \mu \) 为磁导率，\( I \) 为电流强度，\( r \) 为距离电流线圈的半径。
以上是一些与电磁流量计相关的高中物理公式，通过理解和应用这些公式，可以更好地理解电磁流量计的工作原理和测量方法。
高中物理模型-电磁流量计模型
模型组合讲解——电磁流量计模型张慧琨［模型概述］带电粒子在电磁场中运动时受到电场力、洛伦兹力有时还有考虑重力的作用，发生偏转或做直线运动，处理方法有很多共同的特点，同时在高考中也连年不断，实际应用有电磁流量计、磁流体发电机、霍尔效应等，所以我们特设模型为“电磁流量计”模型。
［模型讲解］例1. 图1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区域，当管中的导电液体流过此磁场区域时，测出管壁上的ab 两点间的电动势ε，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（s m /3）。
已知管的直径为D ，磁感应强度为B ，试推出Q 与ε的关系表达式。
图1解析：a ，b 两点的电势差是由于带电粒子受到洛伦兹力在管壁的上下两侧堆积电荷产生的。
到一定程度后上下两侧堆积的电荷不再增多，a ，b 两点的电势差达到稳定值ε，此时，洛伦兹力和电场力平衡：qE qvB =，DE ε=，DBv ε=，圆管的横截面积241DS π=故流量BDSv Q 4πε==。
评点：①该题是带电粒子在复合场中的运动，但原先只有磁场，电场是自行形成的，在分析其他问题时，要注意这类情况的出现。
②联系宏观量I 和微观量的电流表达式nevS I =是一个很有用的公式。
例2. 磁流体发电是一种新型发电方式，图2和图3是其工作原理示意图。
图2中的长方体是发电导管，其中空部分的长、高、宽分别为b a l 、、，前后两个侧面是绝缘体，下下两个侧面是电阻可略的导体电极，这两个电极与负载电阻L R 相连。
整个发电导管处于图3中磁场线圈产生的匀强磁场里，磁感应强度为B ，方向如图所示。
发电导管内有电阻率为ρ的高温、高速电离气体沿导管向右流动，并通过专用管道导出。
由于运动的电离气体受到磁场作用，产生了电动势。
发电导管内电离气体流速随磁场有无而不同。
设发电导管内电离气体流速处处相同，且不存在磁场时电离气体流速为0v ，电离气体所受摩擦阻力总与流速成正比，发电导管两端的电离气体压强差p ∆维持恒定，求：图2 图3（1）不存在磁场时电离气体所受的摩擦阻力F 多大； （2）磁流体发电机的电动势E 的大小； （3）磁流体发电机发电导管的输入功率P 。
北京高三物理电磁专题霍尔效应电磁流量计回旋加速器第二轮复习
高三物理电磁综合霍尔效应1．一导体材料的样品的体积为a ×b ×c ，如图所示．已知导体样品中载流子是自由电子，且单位体积中的自由电子数为n ，电阻率为ρ，电子的电荷量为e ，电流I 方向如图所示．(1)导体样品A ′、A 两个侧面之间的电压是多少？导体样品中自由电子定向移动的速率是多大？(2)将该导体样品放在匀强磁场中，磁场方向如图所示，则导体哪个面的电势高？(3)在(2)中，达到稳定状态时，电流仍为I ，若测得上下两面的电势差为U ，试计算匀强磁场的磁感应强度B 的大小．2．利用霍尔效应制作的霍尔元件以及传感器，广泛应用于测量和自动控制等领域。
如图1，将一金属或半导体薄片垂直置于磁场B 中，在薄片的两个侧面a 、b 间通以电流I 时，另外两侧c 、f 间产生电势差，这一现象称为霍尔效应。
其原因是薄片中的移动电荷受洛伦兹力的作用向一侧偏转和积累，于是c 、f 间建立起电场E H ，同时产生霍尔电势差U H 。
当电荷所受的电场力与洛伦兹力处处相等时，E H 和U H 达到稳定值，U H 的大小与I 和B 以及霍尔元件厚度d 之间满足关系式U H ＝R HIB d，其中比例系数R H 称为霍尔系数，仅与材料性质有关。
（1）设半导体薄片的宽度（c 、f 间距）为l ，请写出U H 和E H 的关系式;若半导体材料是电子导电的，请判断图1中c 、f 哪端的电势高;（2）已知半导体薄片内单位体积中导电的电子数为n ，电子的电荷量为e ，请导出霍尔系数R H 的表达式。
（通过横截面积S 的电流I ＝nevS ，其中v 是导电电子定向移动的平均速率）;（3）图2是霍尔测速仪的示意图，将非磁性圆盘固定在转轴上，圆盘的周边等距离地嵌装着m 个永磁体，相邻永磁体的极性相反。
霍尔元件置于被测圆盘的边缘附近。
当圆盘匀速转动时，霍尔元件输出的电压脉冲信号图像如图3所示。
a.若在时间t 内，霍尔元件输出的脉冲数目为P ，请导出圆盘转速N 的表达式。
高中物理解题模型详解(20套精讲)
= 1 mv2 − 0 2
物体 A 克服摩擦力做功，机械能转化为内能：
Wf
=
mg
⋅
g
(2
−µ 4
)t
2
+
L
−
m3g 2 8q 2 B 2
4、如图 1.05 所示，在水平地面上有一辆运动的平板小车， 车上固定一个盛水的杯子，杯子的直径为 R。当小车作匀加速运动 时，水面呈如图所示状态，左右液面的高度差为 h，则小车的加速 度方向指向如何？加速度的大小为多少？
（2）、加磁场之前，物体 A 做匀加速运动，据牛顿运动定律有：
mg sinθ + qE cosθ − Ff = ma 又FN + qE sinθ − mg cosθ = 0, Ff = µFN
解出 a = g(2 − µ) 2
A 沿斜面运动的距离为：
s = 1 at2 = g(2 − µ)t2
2
4
加上磁场后，受到洛伦兹力 F洛 = Bqv
C. 物体前 10s 内和后 10s 内加速度大小之比为 2：1
D. 物体所受水平恒力和摩擦力大小之比为 3：1
答案：ACD
三、斜面模型
1、相距为 20cm 的平行金属导轨倾斜放置，如图 1.03， 导轨所在平面与水平面的夹角为θ = 37° ，现在导轨上放一 质量为 330g 的金属棒 ab，它与导轨间动摩擦系数为 µ = 0.50 ，整个装置处于磁感应强度 B=2T 的竖直向上的匀 强磁场中，导轨所接电源电动势为 15V，内阻不计，滑动变 阻器的阻值可按要求进行调节，其他部分电阻不计，取 g = 10m / s 2 ，为保持金属棒 ab 处于静止状态，求：
解析：设以火车乙为参照物，则甲相对乙做初速为 (v1 − v2 ) 、加速度为 a 的匀减速运动。
高中物理模型
⾼中物理模型⼀.⾏星模型［模型概述］所谓“⾏星”模型指卫星绕中⼼天体，或核外电⼦绕原⼦旋转。
它们⾪属圆周运动，但涉及到⼒、电、能知识，属于每年⾼考必考内容。
［模型要点］⼈造卫星的运动属于宏观现象，氢原⼦中电⼦的运动属于微观现象，由于⽀配卫星和电⼦运动的⼒遵循平⽅反⽐律，即21F∝，故它们在物理模型上和运动规律的描述上有相似点。
⼀. 线速度与轨道半径的关系设地球的质量为M ，卫星质量为m ，卫星在半径为r 的轨道上运⾏，其线速度为v ，可知22GMm v m r r=，从⽽v =设质量为'm 、带电量为e 的电⼦在第n 条可能轨道上运动，其线速度⼤⼩为v ，则有222n nke v m r r =，从⽽1v v =∝即可见，卫星或电⼦的线速度都与轨道半径的平⽅根成反⽐⼆. 动能与轨道半径的关系卫星运动的动能，由22GMm v m r r =得12k k GMm E E r r=∝即，氢原⼦核外电⼦运动的动能为：212k k n nke E E r r =∝即，可见，在这两类现象中，卫星与电⼦的动能都与轨道半径成反⽐三. 运动周期与轨道半径的关系对卫星⽽⾔，212224m m G mr r T π=，得232234,r T T r GMπ=∝即.(同理可推导V 、a 与半径的关系。
对电⼦仍适⽤)四. 能量与轨道半径的关系运动物体能量等于其动能与势能之和，即k p E E E =+，在变轨问题中，从离地球较远轨道向离地球较近轨道运动，万有引⼒做正功，势能减少，动能增⼤，总能量减少。
反之呢?五. 地球同步卫星1. 地球同步卫星的轨道平⾯：⾮同步⼈造地球卫星其轨道平⾯可与地轴有任意夹⾓且过地⼼，⽽同步卫星⼀定位于⾚道的正上⽅2. 地球同步卫星的周期：地球同步卫星的运转周期与地球⾃转周期相同。
3. 地球同步卫星的轨道半径：据⽜顿第⼆定律有2002,GMm m r r r ωω==得与地球⾃转⾓速度相同，所以地球同步卫星的轨道半径⼀定,其离地⾯⾼度也是⼀定的4. 地球同步卫星的线速度：为定值，绕⾏⽅向与地球⾃转⽅向相同［误区点拨］天体运动问题：⼈造卫星的轨道半径与中⼼天体半径的区别；⼈造卫星的发射速度和运⾏速度；卫星的稳定运⾏和变轨运动；⾚道上的物体与近地卫星的区别；卫星与同步卫星的区别⼈造地球卫星的发射速度是指把卫星从地球上发射出去的速度，速度越⼤，发射得越远，发射的最⼩速度，混淆连续物和卫星群：连续物是指和天体连在⼀起的物体，其⾓速度和天体相同，双星系统中的向⼼⼒中的距离与圆周运动中的距离的差别⼆.等效场模型［模型概述］复合场是⾼中物理中的热点问题，常见的有重⼒场与电场、重⼒场与磁场、重⼒场与电磁场等等，对复合场问题的处理过程其实就是⼀种物理思维⽅法［模型要点］物体仅在重⼒场中运动是最简单，也是学⽣最为熟悉的运动类型，但是物体在复合场中的运动⼜是我们在综合性试题中经常遇到的问题，如果我们能化“复合场”为“重⼒场”，不仅能起到“柳暗花明”的效果，同时也是⼀种思想的体现。
高考物理复习模型组合讲解——电磁流量计模型
高考物理复习模型组合讲解——电磁流量计模型 ［模型概述］带电粒子在电磁场中运动时受到电场力、洛伦兹力有时还有考虑重力的作用，发生偏转或做直线运动，处理方法有很多共同的特点，同时在高考中也连年不断，实际应用有电磁流量计、磁流体发电机、霍尔效应等，所以我们特设模型为“电磁流量计”模型。
［模型讲解］例1. 图1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区域，当管中的导电液体流过此磁场区域时，测出管壁上的ab 两点间的电动势ε，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（s m /3）。
已知管的直径为D ，磁感应强度为B ，试推出Q 与ε的关系表达式。
图1解析：a ，b 两点的电势差是由于带电粒子受到洛伦兹力在管壁的上下两侧堆积电荷产生的。
到一定程度后上下两侧堆积的电荷不再增多，a ，b 两点的电势差达到稳定值ε，此时，洛伦兹力和电场力平衡：qE qvB =，D E ε=，DB v ε=，圆管的横截面积241D S π=故流量BD Sv Q 4πε==。
评点：①该题是带电粒子在复合场中的运动，但原先只有磁场，电场是自行形成的，在分析其他问题时，要注意这类情况的出现。
②联系宏观量I 和微观量的电流表达式nevS I =是一个很有用的公式。
例2. 磁流体发电是一种新型发电方式，图2和图3是其工作原理示意图。
图2中的长方体是发电导管，其中空部分的长、高、宽分别为b a l 、、，前后两个侧面是绝缘体，下下两个侧面是电阻可略的导体电极，这两个电极与负载电阻L R 相连。
整个发电导管处于图3中磁场线圈产生的匀强磁场里，磁感应强度为B ，方向如图所示。
发电导管内有电阻率为ρ的高温、高速电离气体沿导管向右流动，并通过专用管道导出。
由于运动的电离气体受到磁场作用，产生了电动势。
发电导管内电离气体流速随磁场有无而不同。
设发电导管内电离气体流速处处相同，且不存在磁场时电离气体流速为0v ，电离气体所受摩擦阻力总与流速成正比，发电导管两端的电离气体压强差p ∆维持恒定，求：图2 图3（1）不存在磁场时电离气体所受的摩擦阻力F 多大；（2）磁流体发电机的电动势E 的大小；（3）磁流体发电机发电导管的输入功率P 。
高考物理二轮复习磁场中几种基本模型的分析PPT课件(原文)
=Ub/B
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目前世界上正在研究的新型发电机的原理如图所示，设想 在相距为d，且足够长的甲乙两金属板间加有垂直纸面向 里，磁感应强度为B的匀强磁场，两板通过电键和灯泡相 连，将气体加热到使之高度电离的温度，气体电离后由于 正、负电荷一样多，且带电量均为e，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与一般发电机 不同之处，它可以直接把内能转化为电能，试问：
粒子最终获得的最大速度：
四、电磁流量计
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Q（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S的一段管道，管道处加 磁感强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直于前后两面。当导电液 体稳定地流经流量计时， 测出上下两个侧面的电压为U
对用教这质学些 谱 目进仪标入研：另究掌一握磁束场离的子中离几(其子种中基,可本得能模出含型结有原论各理:种和不解同题离方子法)的组成情况(参看图15-8-2),实验中测得P点到入口处S3的距离为X,那么:
的公式R=mv/qB和T=2πm/qB解决具体运动问题。 霍加用尔速质效 电 谱应场仪是的研电所究磁加一效高束应频离的电子一压(其种周中，期可是之能美比含国_有_物_各_理_种_学_不_家；同霍离尔子于)的18组79成年情在况研(参究看金图属1的5-导8-电2),机实制验时中发测现得的P点。到入口处S3的距离为X,那么:
C.它们的质量各不相同. 不相同
D.它们的电量与质量之比各
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1.用质谱仪研究一束离子(其中可能含有各种不同离子)
的组成情况(参看图15-8-2),实验中测得P点到入口处S3
高三高考物理第二轮专题复习材料模型组合讲解
炮身固定时， 炮弹水平射程为 s，那么当炮身不固定时， 发射同样的炮弹， 水平射程将是多少？
解析： 两次发射转化为动能的化学能 E 是相同的。 第一次化学能全部转化为炮弹的动能； 第
二次化学能转化为炮弹和炮身的动能，而炮弹和炮身水平动量守恒，由动能和动量的关系式
p2
Ek
知，在动量大小相 同的情况下，物体的 动能和 质量成 反比，炮弹 的动能
二 . 双弹簧系统
例 2. （ 2004 年苏州调研）用如图 2 所示的装置可以测量汽车在水平路面上做匀加速直线运 动的加速度。该装置是在矩形箱子的前、后壁上各安装一个由力敏电阻组成的压力传感器。用 两根相同的轻弹簧夹着一个质量为 2.0kg 的滑块，滑块可无摩擦的滑动，两弹簧的另一端分别 压在传感器 a、b 上，其压力大小可直接从传感器的液晶显示屏上读出。现将装置沿运动方向固 定在汽车上，传感器 b 在前，传感器 a 在后，汽车静止时，传感器 a、 b 的示数均为 10N（取
模型组合讲解——爆炸反冲模型
［模型概述］
“爆炸反冲” 模型是动量守恒的典型应用， 其变迁形式也多种多样， 如炮发炮弹中的化学能 转化为机械能； 弹簧两端将物块弹射将弹性势能转化为机械能； 核衰变时将核能转化为动能等。
［模型讲解］
例 . 如图所示海岸炮将炮弹水平射出，炮身质量（不含炮弹）为
M ，每颗炮弹质量为 m，当
力F
ILB ，联立解得 F
2
2
L v0B ，安培力方向：水平向左；
R
E
，作用于棒上的安培
R
（ 2 ）由功和能的关系，得安培力做功
1
2
Q1
mv0 E P ；
2
W1
EP
1
高三物理复习物理模型组合讲解——电磁流量计模型
模型组合讲解——电磁流量计模型［模型概述］带电粒子在电磁场中运动时受到电场力、洛伦兹力有时还有考虑重力的作用，发生偏转或做直线运动，处理方法有很多共同的特点，同时在高考中也连年不断，实际应用有电磁流量计、磁流体发电机、霍尔效应等，所以我们特设模型为“电磁流量计”模型。
［模型讲解］例1. 图1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区域，当管中的导电液体流过此磁场区域时，测出管壁上的ab 两点间的电动势ε，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（s m /3）。
已知管的直径为D ，磁感应强度为B ，试推出Q 与ε的关系表达式。
图1解析：a ，b 两点的电势差是由于带电粒子受到洛伦兹力在管壁的上下两侧堆积电荷产生的。
到一定程度后上下两侧堆积的电荷不再增多，a ，b 两点的电势差达到稳定值ε，此时，洛伦兹力和电场力平衡：qE qvB =，D E ε=，DB v ε=，圆管的横截面积241D S π=故流量B DSv Q 4πε==。
评点：①该题是带电粒子在复合场中的运动，但原先只有磁场，电场是自行形成的，在分析其他问题时，要注意这类情况的出现。
②联系宏观量I 和微观量的电流表达式nevS I =是一个很有用的公式。
例2. 磁流体发电是一种新型发电方式，图2和图3是其工作原理示意图。
图2中的长方体是发电导管，其中空部分的长、高、宽分别为b a l 、、，前后两个侧面是绝缘体，下下两个侧面是电阻可略的导体电极，这两个电极与负载电阻L R 相连。
整个发电导管处于图3中磁场线圈产生的匀强磁场里，磁感应强度为B ，方向如图所示。
发电导管内有电阻率为ρ的高温、高速电离气体沿导管向右流动，并通过专用管道导出。
由于运动的电离气体受到磁场作用，产生了电动势。
发电导管内电离气体流速随磁场有无而不同。
设发电导管内电离气体流速处处相同，且不存在磁场时电离气体流速为0v ，电离气体所受摩擦阻力总与流速成正比，发电导管两端的电离气体压强差p ∆维持恒定，求：图2 图3（1）不存在磁场时电离气体所受的摩擦阻力F 多大；（2）磁流体发电机的电动势E 的大小；（3）磁流体发电机发电导管的输入功率P 。
高考物理母题解读(十)电磁感母题6电磁流量计和磁流体发电
避躲市安闲阳光实验学校高考母题解读高考题千变万化，但万变不离其宗。
千变万化的新颖高考题都可以看作是由母题衍生而来。
研究母题，掌握母题解法，使学生触类旁通，举一反三，可使学生从题海中跳出来，轻松备考，事半功倍。
母题6：电磁流量计和磁流体发电【方法归纳】电磁流量计是利用电磁原理测量非磁性导电液体（如自来水、啤酒等）流量的装置. 磁流体发电可视为导电流体在磁场中做切割磁感线产生感应电动势。
（3）显示仪表相当于传感器的负载电阻，其阻值记为R。
a、c间导电液体的电阻r 随液体电阻率的变化而变化，从而会影响显示仪表的示数。
试以E 、R、r为参量，给出电极a、c间输出电压U的表达式，并说明怎样可以降低液体电阻率变化对显示仪表示数的影响。
【解析】（1）导电液体通过测量管时，相当于导线做切割磁感线的运动，在电极a、c 间切割感应线的液柱长度为D，设液体的流速为v，则产生的感应电动势为E=BDv ①由流量的定义，有Q=Sv=42Dπv②联立解得E=DBQπ4 .代入数据得E=4.0312.0105.243⨯⨯⨯⨯-V=1.0×10-3V衍生题1．(2011昌平期末)如图所示是电磁流量计的示意图。
圆管由非磁性材料制成，空间有匀强磁场。
当管中的导电液体流过磁场区域时，测出管壁上MN两点的电动势E，就可以知道管中液体的流量Q——单位时间内流过管道横截面的液体的体积。
已知管的直径为d，磁感应强度为B，则关于Q的表达式正确的是A．BdEQπ=B．BdEQ4π=C．BEdQ42π=D．BEdQ2π=衍生题2.右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A．N板的电势高于M板的电势B．M板的电势高于N板的电势NMB dvMNRB左右abC．R中有由b向a方向的电流D．R中有由a向b方向的电流答案：BD解析：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，由左手定则可知，正电荷受力方向指向M，偏向M板，使M板带正电，负电荷受力方向指向N，偏向N板，使N板带负电，M板的电势高于N板的电势，R中有由a向b方向的电流，选项BD正确。
高考物理(电磁场)模型题答案解析
目录：一、电磁场中的单杆模型 二、电磁流量计模型 三、回旋加速模型 四、磁偏转模型一、电磁场中的单杆模型1． 如图7.01所示，Ω6=Ω=215R R ，，电压表与电流表的量程分别为0～10V 和0～3A ，电表均为理想电表。
导体棒ab 与导轨电阻均不计，且导轨光滑，导轨平面水平，ab 棒处于匀强磁场中。
（1）当变阻器R 接入电路的阻值调到30Ω，且用F 1＝40N 的水平拉力向右拉ab 棒并使之达到稳定速度v 1时，两表中恰好有一表满偏，而另一表又能安全使用，则此时ab 棒的速度v 1是多少？（2）当变阻器R 接入电路的阻值调到3Ω，且仍使ab 棒的速度达到稳定时，两表中恰有一表满偏，而另一表能安全使用，则此时作用于ab 棒的水平向右的拉力F 2是多大？图7.01解析：（1）假设电流表指针满偏，即I ＝3A ，那么此时电压表的示数为U ＝IR 并＝15V ，电压表示数超过了量程，不能正常使用，不合题意。
因此，应该是电压表正好达到满偏。
当电压表满偏时，即U 1＝10V ，此时电流表示数为I U R A 112==并设a 、b 棒稳定时的速度为v 1，产生的感应电动势为E 1，则E 1＝BLv 1，且E 1＝I 1(R 1＋R 并)＝20V a 、b 棒受到的安培力为 F 1＝BIL ＝40N 解得v m s 11=/（2）利用假设法可以判断，此时电流表恰好满偏，即I 2＝3A ，此时电压表的示数为U I R 22=并＝6V 可以安全使用，符合题意。
由F ＝BIL 可知，稳定时棒受到的拉力与棒中的电流成正比，所以F I I F N N 2211324060===×。
2． 如图7.02甲所示，一个足够长的“U ”形金属导轨NMPQ 固定在水平面内，MN 、PQ 两导轨间的宽为L ＝0.50m 。
一根质量为m ＝0.50kg 的均匀金属导体棒ab 静止在导轨上且接触良好，abMP 恰好围成一个正方形。
高考物理电磁学知识点之磁场知识点总复习有答案解析(5)
高考物理电磁学知识点之磁场知识点总复习有答案解析(5)一、选择题1．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(单位时间内通过管内某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，其中空的部分的长、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(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，现给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、下两面分别与一串联了电阻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，不计电流表的内阻，则可求得流量为( )A ．()I c bRB a ρ+ B ．()I b aR B c ρ+C ．() I a cR B b ρ+D ．()I bc R B aρ+ 2．为了降低潜艇噪音可用电磁推进器替代螺旋桨。
如图为直线通道推进器示意图。
推进器前后表面导电，上下表面绝缘，规格为：a ×b ×c =0.5m×0.4m×0.3m 。
空间内存在由超导励磁线圈产生的匀强磁场，其磁感应强度B =10.0T ，方向竖直向下，若在推进器前后方向通以电流I =1.0×103A ，方向如图。
则下列判断正确的是（ ）A ．推进器对潜艇提供向左的驱动力，大小为4.0×103N B ．推进器对潜艇提供向右的驱动力，大小为5.0×103N C ．超导励磁线圈中的电流方向为PQNMP 方向D ．通过改变流过超导励磁线圈或推进器的电流方向可以实现倒行功能3．如图甲是磁电式电流表的结构图，蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布。
线圈中a 、b 两条导线长度均为l ，未通电流时，a 、b 处于图乙所示位置，两条导线所在处的磁感应强度大小均为B 。
通电后，a 导线中电流方向垂直纸面向外，大小为I ，则（ ）A．该磁场是匀强磁场B．线圈平面总与磁场方向垂直C．线圈将逆时针转动D．a导线受到的安培力大小始终为BI l4．如图所示，虚线为两磁场的边界，左侧磁场垂直纸面向里，右侧磁场垂直纸面向外，磁感应强度大小均为B。
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2013年高考二轮专题复习之模型讲解
电磁流量计模型
［模型概述］
带电粒子在电磁场中运动时受到电场力、洛伦兹力有时还有考虑重力的作用，发生偏转或做直线运动，处理方法有很多共同的特点，同时在高考中也连年不断，实际应用有电磁流量计、磁流体发电机、霍尔效应等，所以我们特设模型为“电磁流量计”模型。
［模型讲解］
例1. 图1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区域，当管中的导电液体流过此磁场区域时，测出管壁上的ab 两点间的电动势ε，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（s m /3
）。
已知管的直径为D ，磁感应强度为B ，试推出Q 与ε的关系表达式。
图1
解析：a ，b 两点的电势差是由于带电粒子受到洛伦兹力在管壁的上下两侧堆积电荷产生
的。
到一定程度后上下两侧堆积的电荷不再增多，a ，b 两点的电势差达到稳定值ε，此时，洛伦兹力和电场力平衡：qE qvB =，D
E
ε
=
，DB
v ε
=
，圆管的横截面积24
1
D S
π=故流量B
D
Sv Q 4πε=
=。
评点：①该题是带电粒子在复合场中的运动，但原先只有磁场，电场是自行形成的，在分析其他问题时，要注意这类情况的出现。
②联系宏观量I 和微观量的电流表达式nevS I =是一个很有用的公式。
例2. 磁流体发电是一种新型发电方式，图2和图3是其工作原理示意图。
图2中的长方体是发电导管，其中空部分的长、高、宽分别为b a l 、、，前后两个侧面是绝缘体，下下两个侧面是电阻可略的导体电极，这两个电极与负载电阻L R 相连。
整个发电导管处于图3中磁场线圈产生的匀强磁场里，磁感应强度为B ，方向如图所示。
发电导管内有电阻率为ρ的高温、高速电离气体沿导管向右流动，并通过专用管道导出。
由于运动的电离气体受到磁场作用，产生了电动势。
发电导管内电离气体流速随磁场有无而不同。
设发电导管内电离气体流速处处相同，且不存在磁场时电离气体流速为0v ，电离气体所受摩擦阻力总与流速成正比，发电
导管两端的电离气体压强差p ∆维持恒定，求：
图2 图3
（1）不存在磁场时电离气体所受的摩擦阻力F 多大； （2）磁流体发电机的电动势E 的大小； （3）磁流体发电机发电导管的输入功率P 。
解析：（1）不存在磁场时，由力的平衡得p ab F
∆=。
（2）设磁场存在时的气体流速为v ，则磁流体发电机的电动势Bav E = 回路中的电流bl
a
R Bav I
L ρ+
=
电流I 受到的安培力bl
a R v a B F L ρ+
=22安
设
'F 为存在磁场时的摩擦阻力，依题意
'v v
F F =，存在磁场时，由力的平衡得'F F p ab +=∆安
根据上述各式解得)
(1020bl
a
R p b av B Bav E L ρ+
∆+
=
（3）磁流体发电机发电导管的输入功率p abv P ∆= 由能量守恒定律得v F EI P '+=故：
)
(1020bl
a
R p b av B p abv P L ρ+
∆+
∆=
［模型特征］
“电磁流量计”模型设计到两种情况：一种是粒子处于直线运动状态；另一种是曲线运动状态。
处于直线运动线索：合外力为0，粒子将做匀速直线运动或静止：当带电粒子所受的合外力与运动方向在同一条直线上时，粒子将做变速直线运动。
处于曲线运动状态线索：当带电粒子所受的合外力充当向心力时，粒子将做匀速圆周运动；当带电粒子所受的合外力的大小、方向均是不断变化的，则粒子将做变加速运动，这类问题一般只能用能量关系处理。
所以分析带电粒子在电场、磁场中运动，主要是两条思路：
（1）力和运动的关系。
根据带电粒子所受的力，运用牛顿第二定律并结合运动学规律求解。
（2）功能关系。
根据场力及其他外力对带电粒子做功引起的能量变化或全过程中的功能关系，从而可确定带电粒子的运动情况，这条线索不但适用于均匀场，也适用于非均匀场。
因此要熟悉各种力做功的特点。
［模型诠释］
速度选择器：路径不发生偏转的离子的条件是qE qvB =，即B
E
v =
，能通过速度选择器的带电粒子必是速度为该值的粒子，与它带多少电和电性、质量均无关。
图4
磁流体发电机（霍尔效应）：如图5所示的是磁流体发电机原理图，其原理是：等离子气体喷入磁场，正、负离子在洛伦兹力作用下发生上下偏转而聚集到两极板上，在两极板上产生电势差。
设A 、B 平行金属板的面积为S ，相距L ，等离子气体的电阻率为ρ，喷入气体速度为v ，板间磁场的磁感应强度为B ，板外电阻为R ，当等离子气体匀速通过A 、B 板间时，A 、B 板上聚集的电荷最多，板间电势差最大，即为电源电动势。
此时离子受力平衡：
B
E
v qE qvB =
=，，电动势BLv E =。
图5
电磁流量计：（略见例题） ［误区点拨］
处理带电粒子在场中的运动问题应注意是否考虑带电粒子的重力。
这要依据具体情况而定，质子、α粒子、离子等微观粒子，一般不考虑重力；液滴、尘埃、小球等宏观带电粒子由题设条件决定，一般把装置在空间的方位介绍的很明确的，都应考虑重力。
在题目中有明确交待的是否要考虑重力的，这种情况比较正规，也比较简单。
若是直接看不出是否要考虑重力，根据题目的隐含条件来判断。
但在进行受力分析与运动分析时，要由分析结果，先进行定性确定再决定是否要考虑重力。
电场力可以对电荷做功，能改变电荷的功能；洛伦兹力不能对电荷做功，不能改变电荷的动能。
［模型演练］
如图6甲所示，一带电粒子以水平初速度0v （B
E
v <
）先后进入方向互相垂直的匀强电场和匀强磁场区域，已知电场方向竖直向下，两个区域的宽度相同且紧邻在一起。
在带电粒子穿过电场和磁场的过程中（其所受重力忽略不计），电场和磁场对粒子所做的总功为1W ；若把电场和磁场正交重叠，如图6乙所示，粒子仍以初速度0v 穿过重叠场区，在带电粒子穿过电场和磁场的过程中，电场和磁场对粒子所做的总功为2W 。
比较1W 和2W ，有（ ）
A. 一定是21W W >
B. 一定是21W W =
C. 一定是21W W <
D. 可能是21
W W <，也可能是21W W >
图6 答案：A。