2019-2020版高中物理 第5章 磁場(chǎng)與回旋加速器 微型專題5 洛倫茲力作用下的實(shí)例分析講義+精練（含解析）滬科版選修3-1

微型專題5洛倫茲力作用下的實(shí)例分析學(xué)科素養(yǎng)與目標(biāo)要求物理觀念：知道速度選擇器、磁流體發(fā)電機(jī)、電磁流量計(jì)和霍爾效應(yīng)的原理.科學(xué)思維：進(jìn)一步了解洛倫茲力在科技生活中的應(yīng)用，提高學(xué)生的綜合分析和計(jì)算能力.科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：體會(huì)洛倫茲力的應(yīng)用實(shí)例給現(xiàn)代科技生活帶來的變化.一、速度選擇器1.裝置及要求如圖1，兩極板間存在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，二者方向互相垂直，帶電粒子從左側(cè)射入，不計(jì)粒子重力.圖12.帶電粒子能夠沿直線勻速通過速度選擇器的條件是qEqvB，即v.3.速度選擇器的特點(diǎn)(1)v的大小等于E與B的比值，即v.速度選擇器只對(duì)選擇的粒子速度有要求，而對(duì)粒子的質(zhì)量、電荷量大小及帶電正、負(fù)無要求.(2)當(dāng)v時(shí)，粒子向f方向偏轉(zhuǎn)，F(xiàn)電做負(fù)功，粒子的動(dòng)能減小，電勢(shì)能增大.(3)當(dāng)v時(shí)，粒子向F電方向偏轉(zhuǎn)，F(xiàn)電做正功，粒子的動(dòng)能增大，電勢(shì)能減小.例1在兩平行金屬板間，有如圖2所示的正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng).粒子以速度v0從兩板左側(cè)正中央垂直于電場(chǎng)方向和磁場(chǎng)方向射入時(shí)，恰好能沿直線勻速通過.供下列各小題選擇的選項(xiàng)有：圖2A.不偏轉(zhuǎn)B.向上偏轉(zhuǎn)C.向下偏轉(zhuǎn)D.向紙內(nèi)或紙外偏轉(zhuǎn)(1)若質(zhì)子以速度v0從兩板左側(cè)正中央垂直于電場(chǎng)方向和磁場(chǎng)方向射入時(shí)，質(zhì)子將 .(2)若電子以速度v0從兩板左側(cè)正中央垂直于電場(chǎng)方向和磁場(chǎng)方向射入時(shí)，電子將 .(3)若質(zhì)子以大于v0的速度從兩板左側(cè)正中央垂直于電場(chǎng)方向和磁場(chǎng)方向射入時(shí)，質(zhì)子將 .(4)若增大勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，其他條件不變，電子以速度v0沿垂直于電場(chǎng)和磁場(chǎng)的方向，從兩板左側(cè)正中央射入時(shí)，電子將 .答案(1)A(2)A(3)B(4)C解析設(shè)帶電粒子的帶電荷量為q，勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為E，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.帶電粒子以速度v0從左側(cè)垂直射入正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中時(shí)，若粒子帶正電荷，則所受電場(chǎng)力方向向下，大小為qE；所受磁場(chǎng)力方向向上，大小為Bqv0.沿直線勻速通過時(shí)，顯然有Bqv0qE，v0，即沿直線勻速通過時(shí)，帶電粒子的速度與其帶電荷量無關(guān).如果粒子帶負(fù)電荷，所受電場(chǎng)力方向向上，磁場(chǎng)力方向向下，上述結(jié)論仍然成立.所以，第(1)(2)兩小題應(yīng)選A.若質(zhì)子以大于v0的速度從左側(cè)射向兩板之間，所受磁場(chǎng)力將大于電場(chǎng)力，質(zhì)子帶正電荷，將向上偏轉(zhuǎn)，第(3)小題應(yīng)選B.磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B增大，其他條件不變，電子所受磁場(chǎng)力大于電場(chǎng)力，電子帶負(fù)電荷，所受磁場(chǎng)力方向向下，將向下偏轉(zhuǎn)，所以第(4)小題應(yīng)選C.二、磁流體發(fā)電機(jī)磁流體發(fā)電機(jī)的發(fā)電原理圖如圖3甲所示，其平面圖如圖乙所示.圖3設(shè)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)速度為v，帶電荷量為q，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，極板間距離為d，極板間電壓為U，根據(jù)FBFE，有qvBqE，得UBdv.例2(2018·北京市朝陽區(qū)高二上學(xué)期期末)磁流體發(fā)電是一種新型發(fā)電方式，圖4甲和乙是其工作原理示意圖.圖甲中的A、B是電阻可忽略的導(dǎo)體電極，兩個(gè)電極的間距為d，這兩個(gè)電極與負(fù)載電阻相連.假設(shè)等離子體(高溫下電離的氣體，含有大量的正負(fù)帶電粒子)垂直于磁場(chǎng)進(jìn)入兩極板間的速度均為v0.整個(gè)發(fā)電裝置處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向如圖乙所示.圖4(1)開關(guān)斷開時(shí)，請(qǐng)推導(dǎo)該磁流體發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)E的大??；(2)開關(guān)閉合后，如果電阻R的兩端被短接，此時(shí)回路電流為I，求磁流體發(fā)電機(jī)的等效內(nèi)阻r；我們知道，電源是通過非靜電力做功將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，請(qǐng)你分析磁流體發(fā)電機(jī)的非靜電力是由哪個(gè)力充當(dāng)?shù)模涔ぷ鬟^程如何.答案(1)Bdv0(2)洛倫茲力，使正電荷向A板匯聚，負(fù)電荷向B板匯聚.解析(1)等離子體射入兩極板之間時(shí)，正離子受向上的洛倫茲力而偏向A極板，同時(shí)負(fù)離子偏向B極板，隨著離子的不斷積聚，在兩板之間形成了從A到B向下的附加電場(chǎng)，當(dāng)粒子受的電場(chǎng)力與洛倫茲力相等時(shí)，粒子不再偏轉(zhuǎn)，此時(shí)兩板間的電勢(shì)差即為發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)，滿足qqv0B，解得EBdv0(2)開關(guān)閉合后，如果電阻R的兩端被短接，此時(shí)回路電流為I，則磁流體發(fā)電機(jī)的等效內(nèi)阻：r由(1)的分析可知，洛倫茲力使正電荷向A板匯聚，負(fù)電荷向B板匯聚，洛倫茲力充當(dāng)非靜電力.三、電磁流量計(jì)如圖5甲、乙所示是電磁流量計(jì)的示意圖.圖5設(shè)管的直徑為D，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差是由于導(dǎo)電液體中電荷受到洛倫茲力作用，在管壁的上、下兩側(cè)堆積電荷產(chǎn)生的.到一定程度后，a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差達(dá)到穩(wěn)定值U，上、下兩側(cè)堆積的電荷不再增多，此時(shí)，洛倫茲力和電場(chǎng)力平衡，有qvBqEq，所以v，又圓管的橫截面積SD2，故流量QSv.例3如圖6所示是電磁流量計(jì)的示意圖.圓管由非磁性材料制成，空間有勻強(qiáng)磁場(chǎng).當(dāng)管中的導(dǎo)電液體流過磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，測(cè)出管壁上MN兩點(diǎn)的電動(dòng)勢(shì)E，就可以知道管中液體的流量Q(單位時(shí)間內(nèi)流過管道橫截面的液體的體積).已知管的直徑為d，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則關(guān)于Q的表達(dá)式正確的是()圖6A.Q B.QC.Q D.Q答案B解析M、N兩點(diǎn)間的電勢(shì)差是由于帶電粒子受到洛倫茲力在管壁的上下兩側(cè)堆積電荷產(chǎn)生的.到一定程度后，上下兩側(cè)堆積的電荷不再增多，M、N兩點(diǎn)間的電勢(shì)差達(dá)到穩(wěn)定值E，此時(shí)，洛倫茲力和電場(chǎng)力平衡：qvBqE場(chǎng)強(qiáng)，E場(chǎng)強(qiáng)，v，圓管的橫截面積Sd2故流量QSv，故B正確.四、霍爾效應(yīng)置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的載流體，如果電流方向與磁場(chǎng)方向垂直，則垂直于電流和磁場(chǎng)的方向會(huì)出現(xiàn)電勢(shì)差，這個(gè)現(xiàn)象是美國(guó)物理學(xué)家霍爾于1879年發(fā)現(xiàn)的，后被稱為霍爾效應(yīng).霍爾效應(yīng)從本質(zhì)上講是運(yùn)動(dòng)的帶電粒子在磁場(chǎng)中受到洛倫茲力作用而引起的偏轉(zhuǎn)，所以可以用高中物理中的電磁學(xué)、力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)等有關(guān)知識(shí)來進(jìn)行解釋.例4如圖7所示，厚度為h、寬度為d的導(dǎo)體板放在垂直于它的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)電流通過導(dǎo)體板時(shí)，在導(dǎo)體板的上側(cè)面A和下側(cè)面A之間會(huì)產(chǎn)生電勢(shì)差U，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng).圖7霍爾效應(yīng)可解釋如下：外部磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電子的洛倫茲力使電子聚集在導(dǎo)體板的一側(cè)，在導(dǎo)體板的另一側(cè)會(huì)出現(xiàn)多余的正電荷，從而形成電場(chǎng).電場(chǎng)對(duì)電子施加與洛倫茲力方向相反的靜電力.當(dāng)靜電力與洛倫茲力達(dá)到平衡時(shí)，導(dǎo)體板上下兩側(cè)面之間就會(huì)形成穩(wěn)定的電勢(shì)差.電流I是自由電子的定向移動(dòng)形成的，電子的平均定向移動(dòng)速率為v，電荷量為e.回答下列問題：(1)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，導(dǎo)體板上側(cè)面A的電勢(shì) (選填“高于”“低于”或“等于”)下側(cè)面A的電勢(shì).(2)電子所受洛倫茲力的大小為 .(3)當(dāng)導(dǎo)體板上、下兩側(cè)面之間的電勢(shì)差為UH時(shí)，電子所受靜電力的大小為 .(4)上、下兩側(cè)面產(chǎn)生的穩(wěn)定的電勢(shì)差U .答案(1)低于(2)evB(3)e(4)Bhv解析(1)電子向左做定向移動(dòng)，由左手定則知電子受洛倫茲力的方向向上，故上側(cè)面A聚集電子，下側(cè)面A聚集正電荷，上側(cè)面的電勢(shì)低于下側(cè)面的電勢(shì).(2)fevB.(3)F電Eee.(4)當(dāng)A、A間電勢(shì)差穩(wěn)定時(shí)，evBe，故UBhv.分析兩側(cè)面產(chǎn)生電勢(shì)高低時(shí)應(yīng)特別注意霍爾元件的材料，若霍爾元件是金屬導(dǎo)體，則參與定向移動(dòng)形成電流的是電子，偏轉(zhuǎn)的也是電子；若霍爾材料是半導(dǎo)體，參與定向移動(dòng)形成電流的可能是正“載流子”，此時(shí)偏轉(zhuǎn)的是正電荷.學(xué)科素養(yǎng)以上四個(gè)例題異曲同工，在穩(wěn)定狀態(tài)下，都是fF電，即qvBqE場(chǎng)強(qiáng)，通過歸納總結(jié)，提煉升華，提高了學(xué)生的綜合分析能力，這是對(duì)基于經(jīng)驗(yàn)事實(shí)建構(gòu)的理想模型的應(yīng)用過程，體現(xiàn)了“科學(xué)思維”的學(xué)科素養(yǎng).1.(速度選擇器)(多選)(2018·菏澤市高二上學(xué)期期末)如圖8所示，在兩平行金屬板間有正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直紙面向里，勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向豎直向下，有一正離子恰能以速率v沿直線從左向右水平飛越此區(qū)域，則()圖8A.若電子以速率v從右向左飛入，電子也沿直線運(yùn)動(dòng)B.若電子以速率v從右向左飛入，電子將向上偏轉(zhuǎn)C.若電子以速率v從右向左飛入，電子將向下偏轉(zhuǎn)D.若電子以速率v從左向右飛入，電子也沿直線運(yùn)動(dòng)答案BD解析正離子從左邊進(jìn)入疊加場(chǎng)，在疊加場(chǎng)中受到向下的電場(chǎng)力和向上的洛倫茲力作用，因恰能沿直線從右邊水平飛出，可知電場(chǎng)力和洛倫茲力平衡，有qEqvB，得v.若粒子帶負(fù)電，也從左邊以速率v射入，電場(chǎng)力和洛倫茲力的方向仍相反，還是有v，所以帶電粒子只要以速率v從左邊水平進(jìn)入復(fù)合場(chǎng)，粒子就會(huì)沿水平方向射出，與電性和電荷量無關(guān)，選項(xiàng)D正確.電子從右側(cè)進(jìn)入疊加場(chǎng)，受到的電場(chǎng)力方向向上，由左手定則可知，洛倫茲力方向也向上，所以電子將向上偏轉(zhuǎn)，選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤，B正確.2.(磁流體發(fā)電機(jī))(多選)磁流體發(fā)電是一項(xiàng)新興技術(shù).如圖9所示，平行金屬板之間有一個(gè)很強(qiáng)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，將一束含有大量正、負(fù)帶電粒子的等離子體，沿圖中所示方向噴入磁場(chǎng)，圖中虛線框部分相當(dāng)于發(fā)電機(jī)，把兩個(gè)極板與用電器相連，則()圖9A.用電器中的電流方向?yàn)閺腁到BB.用電器中的電流方向?yàn)閺腂到AC.若只增強(qiáng)磁場(chǎng)，發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)增大D.若只增大噴入粒子的速度，發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)增大答案ACD解析首先對(duì)等離子體進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析：開始時(shí)由左手定則判斷正離子所受洛倫茲力方向向上(負(fù)離子所受洛倫茲力方向向下)，則正離子向上極板聚集，負(fù)離子則向下極板聚集，兩極板間產(chǎn)生了電勢(shì)差，即金屬板變?yōu)橐浑娫矗疑蠘O板為正極，下極板為負(fù)極，所以通過用電器的電流方向?yàn)閺腁到B，故A正確，B錯(cuò)誤；此后的正離子除受到向上的洛倫茲力f外還受到向下的電場(chǎng)力F電，最終兩力達(dá)到平衡，即最終等離子體將勻速通過磁場(chǎng)區(qū)域，因fqvB，F(xiàn)電q，則qvBq，解得EBdv，所以電動(dòng)勢(shì)E與速度v及磁場(chǎng)B成正比，所以C、D正確.3.(電磁流量計(jì))(多選)為監(jiān)測(cè)某化工廠的污水排放量，技術(shù)人員在該廠的排污管末端安裝了如圖10所示的流量計(jì).該裝置由絕緣材料制成，長(zhǎng)、寬、高分別為a、b、c，左右兩端開口.在垂直于上下底面方向加磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在前后兩個(gè)內(nèi)側(cè)面分別固定有金屬板作為電極，污水充滿管口從左向右流經(jīng)該裝置時(shí)，電壓表將顯示兩個(gè)電極間的電壓U.若用Q表示污水流量(單位時(shí)間內(nèi)排出的污水體積)，下列說法中正確的是()圖10A.前表面比后表面電勢(shì)高B.前表面比后表面電勢(shì)低C.污水中離子濃度越高電壓表的示數(shù)將越大D.污水流量Q與U成正比，與a、b無關(guān)答案BD解析正負(fù)電荷從左向右移動(dòng)，根據(jù)左手定則，正電荷所受的洛倫茲力指向后表面，負(fù)電荷所受的洛倫茲力指向前表面，所以后表面電極的電勢(shì)比前表面電極的電勢(shì)高，故A錯(cuò)誤，B正確.最終穩(wěn)定時(shí)，電荷所受洛倫茲力和電場(chǎng)力平衡，有qvBq，UBbv，電壓表的示數(shù)U與v成正比，與濃度無關(guān)，故C錯(cuò)誤.污水的流量QvSvbc，與電壓表的示數(shù)U成正比，與a、b無關(guān)，故D正確.4.(霍爾效應(yīng))一種半導(dǎo)體材料稱為“霍爾材料”，用它制成的元件稱為“霍爾元件”.這種材料中有可定向移動(dòng)的電荷，稱為“載流子”，每個(gè)載流子的電荷量大小為1元電荷，即q1.6×1019 C，霍爾元件在自動(dòng)檢測(cè)、控制領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，如錄像機(jī)中用來測(cè)量錄像磁鼓的轉(zhuǎn)速、電梯中用來檢測(cè)電梯門是否關(guān)閉以控制升降電動(dòng)機(jī)的電源通斷等.在一次實(shí)驗(yàn)中，一塊霍爾材料制成的薄片寬ab1.0×102 m、長(zhǎng)bc4.0×102 m、厚h1.0×103 m，水平放置在豎直向上的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1.5 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，bc方向通有I3.0 A的電流，如圖11所示，沿寬度產(chǎn)生1.0×105 V的橫向電壓.圖11(1)假定載流子是電子， 端電勢(shì)較高.(選填“ad”或“bc”)(2)薄板中載流子定向移動(dòng)的速率v m/s.答案(1)ad(2)6.7×1041.(多選)(2018·臨沂市高二上學(xué)期期末)如圖1所示，在圖中虛線所圍區(qū)域內(nèi)，存在電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)和磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng).已知從左方水平射入的電子，穿過此區(qū)域時(shí)未發(fā)生偏轉(zhuǎn).電子重力忽略不計(jì)，則在此區(qū)域中的E和B的方向可能是()圖1A.E豎直向下，B垂直紙面向外B.E豎直向上，B垂直紙面向里C.E豎直向上，B垂直紙面向外D.E、B都沿水平方向，并與電子運(yùn)行方向相同答案CD解析若E豎直向下，B垂直于紙面向外，則有電場(chǎng)力豎直向上，而洛倫茲力由左手定則可得方向豎直向上，兩個(gè)力方向相同，電子穿過此區(qū)域會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，故A錯(cuò)誤；若E豎直向上，B垂直于紙面向里，則有電場(chǎng)力方向豎直向下，而洛倫茲力方向由左手定則可得豎直向下，所以兩力不能使電子做直線運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；若E豎直向上，B垂直于紙面向外，則有電場(chǎng)力豎直向下，而洛倫茲力由左手定則可得方向豎直向上，所以當(dāng)兩力大小相等時(shí)，電子穿過此區(qū)域不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，故C正確；若E和B都沿水平方向，并與電子運(yùn)動(dòng)方向相同，則有電子所受電場(chǎng)力方向與運(yùn)動(dòng)方向相反，而由于電子運(yùn)動(dòng)方向與B方向相互平行，所以不受洛倫茲力，因此穿過此區(qū)域不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，故D正確.2.(2018·邗江中學(xué)高二上學(xué)期期中)如圖2所示，水平放置的兩塊帶電平行金屬板，板間存在著方向豎直向下、場(chǎng)強(qiáng)大小為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng).假設(shè)電場(chǎng)、磁場(chǎng)只存在于兩板間.一個(gè)帶正電的粒子，以水平速度v0從兩極板的左端正中央沿垂直于電場(chǎng)、磁場(chǎng)的方向射入極板間，恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng).不計(jì)粒子的重力及空氣阻力，則()圖2A.板間所加的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B，方向垂直于紙面向里B.若粒子電荷量加倍，將會(huì)向下偏轉(zhuǎn)C.若粒子從極板的右側(cè)射入，一定沿直線運(yùn)動(dòng)D.若粒子帶負(fù)電，其他條件不變，將向上偏轉(zhuǎn)答案A解析因?yàn)榱Ｗ幼鰟蛩僦本€運(yùn)動(dòng)，故它受到的電場(chǎng)力與洛倫茲力大小相等、方向相反，粒子帶正電，電場(chǎng)力的方向豎直向下，故洛倫茲力的方向豎直向上，根據(jù)左手定則判斷出磁場(chǎng)的方向是垂直紙面向里的，因?yàn)镋qBqv0，故B，所以選項(xiàng)A正確；若粒子電荷量加倍，將仍然做勻速直線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；若粒子從極板的右側(cè)射入，電場(chǎng)力方向豎直向下，洛倫茲力方向豎直向下，故它受到的力不平衡，所以它一定不會(huì)沿直線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；若粒子帶負(fù)電，其他條件不變，將仍做勻速直線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.3.(多選)如圖3所示為速度選擇器裝置，場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)互相垂直.一帶電荷量為q、質(zhì)量為m的粒子(不計(jì)重力)以速度v水平向右射入，粒子恰好沿直線穿過，則下列說法正確的是()圖3A.若帶電粒子帶電荷量為2q，粒子將向下偏轉(zhuǎn)B.若帶電粒子帶電荷量為2q，粒子仍能沿直線穿過C.若帶電粒子速度為2v，粒子不與極板相碰，則從右側(cè)射出時(shí)電勢(shì)能一定增加D.若帶電粒子從右側(cè)水平射入，粒子仍能沿直線穿過答案BC解析粒子恰好沿直線穿過，電場(chǎng)力和洛倫茲力大小相等、方向相反，粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)平衡條件有：qvBqE，解得：v，只要粒子速度為，就能沿直線勻速通過速度選擇器，故A錯(cuò)誤，B正確；若帶電粒子速度為2v，電場(chǎng)力不變，洛倫茲力變?yōu)樵瓉淼?倍，將會(huì)偏轉(zhuǎn)，克服電場(chǎng)力做功，電勢(shì)能增加，故C正確；若帶電粒子從右側(cè)水平射入，電場(chǎng)力方向不變，洛倫茲力方向反向，粒子一定偏轉(zhuǎn)，故D錯(cuò)誤.4.(2018·大連市高二上學(xué)期期末)如圖4所示，一質(zhì)子以速度v穿過互相垂直的電場(chǎng)和磁場(chǎng)區(qū)域而沒有發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則下列說法正確的是()圖4A.若質(zhì)子的速度v<v，它將向上偏轉(zhuǎn)B.若電子以相同速度v射入該區(qū)域，將會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)C.若質(zhì)子從右側(cè)以相同大小的速度射入仍然不發(fā)生偏轉(zhuǎn)D.無論何種帶電粒子，只要以相同速度從左側(cè)射入都不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)答案D5.(多選)目前世界上有一種新型發(fā)電機(jī)叫磁流體發(fā)電機(jī)，如圖5表示它的原理：將一束等離子體(包含大量正、負(fù)離子)噴射入磁場(chǎng)，在磁場(chǎng)中有兩塊金屬板A、B，于是金屬板上就會(huì)聚集電荷，產(chǎn)生電壓.以下說法正確的是()圖5A.B板帶正電B.A板帶正電C.其他條件不變，只增大射入速度，UAB增大D.其他條件不變，只增大磁感應(yīng)強(qiáng)度，UAB增大答案ACD解析根據(jù)左手定則，正離子進(jìn)入磁場(chǎng)受到的洛倫茲力向下，A正確，B錯(cuò)誤.穩(wěn)定后，離子受力平衡有qBvq，可得UABBvd，C、D正確.6.(多選)(2018·廈門市高二第一學(xué)期質(zhì)檢)如圖6所示，在帶電的兩平行金屬板間有相互垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，電場(chǎng)強(qiáng)度為E，現(xiàn)有一電子以速度v0平行金屬板射入場(chǎng)區(qū)，則()圖6A.若v0>，電子沿軌跡運(yùn)動(dòng)，出場(chǎng)區(qū)時(shí)速度v>v0B.若v0>，電子沿軌跡運(yùn)動(dòng)，出場(chǎng)區(qū)時(shí)速度v<v0C.若v0<，電子沿軌跡運(yùn)動(dòng)，出場(chǎng)區(qū)時(shí)速度v>v0D.若v0<，電子沿軌跡運(yùn)動(dòng)，出場(chǎng)區(qū)時(shí)速度v<v0答案BC解析電子進(jìn)入電、磁場(chǎng)中，受到洛倫茲力與電場(chǎng)力兩個(gè)力作用，由左手定則判斷可知，洛倫茲力方向向下，而電場(chǎng)力方向向上.若v0>，則qv0B>qE，即洛倫茲力大于電場(chǎng)力，電子向下偏轉(zhuǎn)，沿軌跡運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力不做功，而電場(chǎng)力對(duì)電子做負(fù)功，動(dòng)能減小，速度減小，故出場(chǎng)區(qū)時(shí)速度v<v0，故A錯(cuò)誤，B正確；若v0<，則qv0B<qE，即洛倫茲力小于電場(chǎng)力，電子向上偏轉(zhuǎn)，沿軌跡運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力不做功，而電場(chǎng)力對(duì)電子做正功，動(dòng)能增加，速度增大，故速度v>v0，故C正確，D錯(cuò)誤.7.(多選)如圖7所示為一電磁流量計(jì)(即計(jì)算單位時(shí)間內(nèi)流過某一橫截面的液體體積)的原理圖：一圓形導(dǎo)管直徑為d，用非磁性材料制成，其中有可以導(dǎo)電的液體向左流動(dòng).圖中磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，大小為B，導(dǎo)電液體中的自由電荷(負(fù)離子)在洛倫茲力作用下橫向偏轉(zhuǎn)，a、b間出現(xiàn)電勢(shì)差.當(dāng)自由電荷所受電場(chǎng)力和洛倫茲力平衡時(shí)，a、b間的電勢(shì)差就穩(wěn)定為U，則()圖7A.電勢(shì)a高b低 B.電勢(shì)b高a低C.流量Q D.流量Q答案BC解析根據(jù)左手定則可知，導(dǎo)電液體中的自由電荷(負(fù)離子)在洛倫茲力作用下向上偏轉(zhuǎn)，則a點(diǎn)電勢(shì)低，b點(diǎn)電勢(shì)高，故A錯(cuò)誤，B正確；對(duì)離子有：qvBq，解得v.流量等于單位時(shí)間內(nèi)流過液體的體積，有QvS()2，故C正確，D錯(cuò)誤.8.(多選)(2018·張家口市高二上學(xué)期期末)如圖8所示，電路中有一段金屬導(dǎo)體，它的橫截面是寬為a、高為b的長(zhǎng)方形，放在沿y軸正方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)體中通有沿x軸正方向、大小為I的電流，已知金屬導(dǎo)體中單位體積的自由電子數(shù)為n，電子電荷量為e，金屬導(dǎo)電過程中，自由電子做定向移動(dòng)可視為勻速運(yùn)動(dòng)，測(cè)出金屬導(dǎo)體前后兩個(gè)側(cè)面間的電勢(shì)差的大小為U，則下列說法正確的是()圖8A.前側(cè)面電勢(shì)較高B.后側(cè)面電勢(shì)較高C.磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為D.磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為答案BC解析電子定向移動(dòng)的方向沿x軸負(fù)方向，所以電子向前側(cè)面偏轉(zhuǎn)，則前側(cè)面帶負(fù)電，后側(cè)面失去電子帶正電，后側(cè)面的電勢(shì)較高，當(dāng)金屬導(dǎo)體中自由電子定向移動(dòng)時(shí)受洛倫茲力作用向前側(cè)面偏轉(zhuǎn)，使得前后兩側(cè)面間產(chǎn)生電勢(shì)差，當(dāng)電子所受的電場(chǎng)力與洛倫茲力平衡時(shí)，前后兩側(cè)面間產(chǎn)生恒定的電勢(shì)差，則可得Bev，qn(abvt)e，Inevab，聯(lián)立以上幾式解得磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度：B，故B、C正確，A、D錯(cuò)誤.- 12 -