20xx版高考物理人教版一輪學(xué)案：專題強(qiáng)化八-帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的實(shí)例分析-【含答案】(編輯修改稿)
2025-04-05 05:55 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 )導(dǎo)電液體的流速(v)的計(jì)算如圖所示，一圓柱形導(dǎo)管直徑為d，用非磁性材料制成，其中有可以導(dǎo)電的液體向右流動(dòng)。導(dǎo)電液體中的自由電荷(正、負(fù)離子)在洛倫茲力作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)，使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(U)達(dá)到最大，由q＝qvB，可得v＝。(4)流量的表達(dá)式：Q＝Sv＝＝。(5)電勢(shì)高低的判斷：根據(jù)左手定則可得φaφb。4．霍爾效應(yīng)的原理與分析(1)定義：高為h、寬為d的導(dǎo)體(自由電荷是電子或正電荷)置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中，當(dāng)電流通過導(dǎo)體時(shí)，在導(dǎo)體的上表面A和下表面A′之間產(chǎn)生電勢(shì)差，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)，此電壓稱為霍爾電壓。(2)電勢(shì)高低的判斷：如圖，導(dǎo)體中的電流I向右時(shí)，根據(jù)左手定則可得，若自由電荷是電子，則下表面A′的電勢(shì)高。若自由電荷是正電荷，則下表面A′的電勢(shì)低。(3)霍爾電壓的計(jì)算：導(dǎo)體中的自由電荷(電荷量為q)在洛倫茲力作用下偏轉(zhuǎn)，A、A′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、A′間的電勢(shì)差(U)就保持穩(wěn)定，由qvB＝q，I＝nqvS，S＝hd；聯(lián)立得U＝＝k，k＝稱為霍爾系數(shù)。例3 (多選)磁流體發(fā)電是一項(xiàng)新興技術(shù)。如圖所示，平行金屬板之間有一個(gè)很強(qiáng)的磁場(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( BD )A．用電器中的電流方向從B到AB．用電器中的電流方向從A到BC．若只減小磁感應(yīng)強(qiáng)度，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[解析] 本題通過磁流體發(fā)電機(jī)考查帶電粒子在磁場(chǎng)和電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)。首先對(duì)等離子體進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析：開始時(shí)由左手定則可知，帶正電粒子所受洛倫茲力方向向上，帶負(fù)電粒子所受洛倫茲力方向向下，則帶正電粒子向上板聚集，帶負(fù)電粒子向下板聚集，兩板間產(chǎn)生了電勢(shì)差，即金屬板變?yōu)橐浑娫?，且上板為正極，下板為負(fù)極，所以用電器中的電流方向從A到B，故A錯(cuò)誤，B正確；此后帶正電粒子除受到向上的洛倫茲力F洛外，還受到向下的電場(chǎng)力F，最終二力達(dá)到平衡，即最終等離子體將勻速通過磁場(chǎng)區(qū)域，則有qvB＝q，解得電動(dòng)勢(shì)E＝Bdv，所以發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)E與噴入粒子的速度大小v及磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B成正比，故D正確，C錯(cuò)誤。
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