2019_20学年高中物理第三章磁场微型专题8洛伦兹力作用下的实例分析课件粤教版.pptx

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1、微型专题8洛伦兹力作用下的实例分析第三章磁场物理观念：知道速度选择器、磁流体发电机、电磁流量计和霍尔效应的原理.科学思维：进一步了解洛伦兹力在科技生活中的应用，提高学生的综合分析和计算能力.科学态度与责任：体会洛伦兹力的应用实例给现代科技生活带来的变化.学科素养与目标要求NEIRONGSUOYIN内容索引重点探究达标检测微型专题练启迪思维探究重点检测评价达标过关克难解疑精准高效重点探究1.装置及要求如图1，两极板间存在匀强电场和匀强磁场，二者方向互相垂直，带电粒子从左侧射入，不计粒子重力.一、速度选择器图12.带电粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是qE＝qvB，即

2、v＝3.速度选择器的特点(1)v的大小等于E与B的比值，即v＝速度选择器只对选择的粒子速度有要求，而对粒子的质量、电荷量大小及带电正、负无要求.(2)当v＞时，粒子向f方向偏转，F电做负功，粒子的动能减小，电势能增大.(3)当v＜时，粒子向F电方向偏转，F电做正功，粒子的动能增大，电势能减小.例1在两平行金属板间，有如图2所示的互相正交的匀强电场和匀强磁场.α粒子以速度v0从两板左侧正中央垂直于电场方向和磁场方向射入时，恰好能沿直线匀速通过.供下列各小题选择的选项有：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从两板左侧正中央垂直于电场方

3、向和磁场方向射入时，质子将____.(2)若电子以速度v0从两板左侧正中央垂直于电场方向和磁场方向射入时，电子将____.图2AA解析设带电粒子的带电荷量为q，匀强电场的电场强度为E，匀强磁场的磁感应强度为B.带电粒子以速度v0从左侧垂直射入正交的匀强电场和匀强磁场中时，若粒子带正电荷，则所受电场力方向向下，大小为qE；所受磁场力方向向上，大小为Bqv0.沿直线匀速通过时，显然有Bqv0＝qE，v0＝，即沿直线匀速通过时，带电粒子的速度与其带电荷量无关.如果粒子带负电荷，所受电场力方向向上，磁场力方向向下，上述结论仍然成立.所以，第(1)(2)两小题应选A.(3)若质子

4、以大于v0的速度从两板左侧正中央垂直于电场方向和磁场方向射入时，质子将_____.B解析若质子以大于v0的速度从左侧射向两板之间，所受磁场力将大于电场力，质子带正电荷，将向上偏转，本小题应选B.(4)若增大匀强磁场的磁感应强度，其他条件不变，电子以速度v0沿垂直于电场和磁场的方向，从两板左侧正中央射入时，电子将_____.C解析磁场的磁感应强度B增大，其他条件不变，电子所受磁场力大于电场力，电子带负电荷，所受磁场力方向向下，将向下偏转，所以本小题应选C.磁流体发电机的发电原理图如图3甲所示，其平面图如图乙所示.二、磁流体发电机图3设带电粒子的运动速度为v，带电荷量为q，

5、磁场的磁感应强度为B，极板间距离为d，极板间电压为U，根据FB＝FE，有qvB＝qE＝，得U＝Bdv.例2(2018·北京市朝阳区高二上期末)磁流体发电是一种新型发电方式，图4甲和乙是其工作原理示意图.图甲中的A、B是电阻可忽略的导体电极，两个电极间的间距为d，这两个电极与负载电阻相连.假设等离子体(高温下电离的气体，含有大量的正负带电粒子)垂直于磁场进入两极板间的速度均为v0.整个发电装置处于匀强磁场中，磁感应强度强度大小为B，方向如图乙所示.(1)开关断开时，请推导该磁流体发电机的电动势E的大小；答案Bdv0图4解析等离子体射入两极板之间时，正离子受向上的洛伦兹力而

6、偏向A极板，同时负离子偏向B极板，随着离子的不断积聚，在两板之间形成了从A到B向下的附加电场，当粒子受的电场力与洛伦兹力相等时，粒子不再偏转，此时两板间的电势差即为发电机的电动势，满足q＝qv0B，解得E＝Bdv0(2)开关闭合后，①如果电阻R的两端被短接，此时回路电流为I，求磁流体发电机的等效内阻r；解析开关闭合后，如果电阻R的两端被短接，此时回路电流为I，则磁流体发电机的等效内阻：②我们知道，电源是通过非静电力做功将其他形式的能转化为电能的装置，请你分析磁流体发电机的非静电力是由哪个力充当的，其工作过程如何.解析由(1)的分析可知，洛伦兹力使正电荷向A板汇聚，负电荷

7、向B板汇聚.答案洛伦兹力，使正电荷向A板汇聚，负电荷向B板汇聚.如图5所示是电磁流量计的示意图.三、电磁流量计图5设管的直径为D，磁感应强度为B，a、b两点间的电势差是由于导电液体中电荷受到洛伦兹力作用，在管壁的上、下两侧堆积电荷产生的.到一定程度后，a、b两点间的电势差达到稳定值U，上、下两侧堆积的电荷不再增多，例3如图6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