帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)xlzh-資料下載頁(yè)
2025-05-15 03:08本頁(yè)面
【正文】 面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度 B= T，物體與小車之間有摩擦力作用，設(shè)小車足夠長(zhǎng)，則在物體相對(duì)小車發(fā)生滑動(dòng)的過(guò)程中，試求： (1)B物體的最大速度； (2)小車 A的最小速度； (3)在此過(guò)程中系統(tǒng)增加的內(nèi)能。（ g=10 m/s2） 疊加有約束型 磁流體發(fā)電機(jī) a b L v B R Eq=Bqv 電動(dòng)勢(shì)： E’=Ea 電流： I=E’/（ R+r） r=？ 流體為：等離子束 目的：發(fā)電 （ 2021年北京海淀區(qū)高考模擬題）目前世界上正在研究的 一種新型發(fā)電機(jī)叫做磁流體發(fā)電機(jī)．這種發(fā)電機(jī)與一般發(fā)電機(jī)不同，它可以直接把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為電能，它的發(fā)電原理是：將一束等離子體（即高溫下電離的氣體，含有大量帶正電和帶負(fù)電的微粒，而從整體來(lái)說(shuō)呈中性）噴射人磁場(chǎng)，磁場(chǎng)中 A、 B金屬板上會(huì)聚集電荷，產(chǎn)生電壓．設(shè) A、 B兩平行金屬板的面積為 S，彼此相距 L，等離子體氣體的導(dǎo)電率為 P（即電阻率的倒數(shù)）噴入速度為 v板問(wèn)磁感應(yīng)強(qiáng)度 B與氣流方向垂直，與板相連的電阻的阻值為 R問(wèn)流過(guò) R的電流I為多少？ 磁流體發(fā)電機(jī) 例：如圖所示的磁流體發(fā)電機(jī)，已知橫截面積為矩形的管道 長(zhǎng)為 l，寬為 a,高為 b， 上下兩個(gè)側(cè)面是 絕緣體 ，前后兩個(gè)側(cè)面是電阻可忽略的 導(dǎo)體 ，分別與負(fù)載電阻 R的一端相連，整個(gè)裝置放在垂直于上、下兩個(gè)側(cè)面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B。含有正、負(fù)帶電粒子的電離氣體持續(xù)勻速地流經(jīng)管道，假設(shè)橫截面積上各點(diǎn)流速相同， 已知流速與電離氣體所受的摩擦力成正比 ，且無(wú)論有無(wú)磁場(chǎng)存在時(shí)，都維持 管兩端電離氣體的壓強(qiáng)差為 P。 如果無(wú)磁場(chǎng)存在時(shí)電離氣體 的流速為 v0，那么有磁場(chǎng)存在時(shí) ，此磁液體發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì) E的 大小是多少？已知電離氣體的平 均電阻率為 ρ。 a l b v B R 磁流體發(fā)電機(jī) 簡(jiǎn)解：無(wú)磁場(chǎng)由電離氣體勻速壓力等于摩擦力。 即 Pab=f=KVo 有磁場(chǎng)時(shí)，內(nèi)部導(dǎo)電氣體受安培力向左且 F=BIa 水平方向受力平衡： PabBIa=Kv ∴ V=Vo（ 1BI/Pa） …… ① 又由全電路歐姆定律 ε=I（ R+ρa(bǔ)/b l ） …… ② 豎直方向受力平衡： qε/a=qvB ∴ ε=Bav…… ③ 由上三式可得： ε = a l b v B R 電磁流量計(jì) Bqv=Eq=qu/d得 v=U/Bd 流量：Q=Sv=πdU/4B 流體為：導(dǎo)電液體 目的：測(cè)流量 d b a 導(dǎo)電 液體 若管道為其他形狀 ,如矩形呢 ? 例： 如圖所示為一電磁流量計(jì)的示意圖，截面為正方形的非磁性管，其邊長(zhǎng)為 d，內(nèi)有導(dǎo)電液體流動(dòng)，在垂直液體流動(dòng)方向加一指向紙里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B．現(xiàn)測(cè)得液體 a、 b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為 U，求管內(nèi)導(dǎo)電液體的流量 Q為多少？ （ 2 0 01年全國(guó)理科綜合考題）電磁流量計(jì)廣泛應(yīng)用于測(cè)量可導(dǎo)電流體（如污水）在管中的流量（在單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)管內(nèi)橫截面的流體的體積）為了簡(jiǎn)化，假設(shè)流量計(jì)是如圖 6所示的橫截面為長(zhǎng)方形的一段管道，其中空部分的長(zhǎng)、寬、高分別為圖中的 a、 b、 c．流量計(jì)的兩端與輸送流體 的管道相連接（圖中虛線）圖中流量計(jì)的上下兩面是金屬材料，前后兩面是絕緣材料．現(xiàn)于流量計(jì)所在處加磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于前后兩面，當(dāng)導(dǎo)電流體穩(wěn)定地流經(jīng)流量計(jì)時(shí)，在管外將流量計(jì)上、下兩表面分別與一串接了電阻 R的電流表的兩端連接． I表示測(cè)得的電流值．已知液體的電阻率為不計(jì)電流表的內(nèi)阻，則可求得流量為多少？ ?例：一種測(cè)量血管中血流速度的儀器原理如圖所示，在動(dòng)脈血管的左右兩側(cè)加有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，上下兩側(cè)安裝電極并連接電壓表。設(shè)血管的直徑是 d，磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度為 B，電壓表測(cè)出的電壓為 U，則血流速度大小為多少？流量為多少？ 由 Eq=Bqv得： E=BV U=Ed=BVd 得： V=U/Bd 流量： Q=SV=πdU/4B 霍爾效應(yīng) Eq=Bqv I=nqvS U=Eh（ U=E’） 流體為：定向移動(dòng)的電荷 h d B I A A’ dIBk?mek1?（ 2021年全國(guó)理科綜合考題）如圖 7所示，厚度為 h寬度為 d的導(dǎo)體放在垂直于它的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B的均勻磁場(chǎng)中．當(dāng)電流通過(guò)導(dǎo)體板時(shí)，在導(dǎo)體板的上側(cè)面 A和下側(cè)面 A180。之間會(huì)產(chǎn)生電勢(shì)差．這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)．實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)磁場(chǎng)不太強(qiáng)時(shí)，電勢(shì)差 U、電流 I和磁感應(yīng)強(qiáng)度 B的關(guān)系為 U ，式中的比例系數(shù) k稱為霍爾系數(shù)．霍爾效應(yīng)可解釋如下：外部磁場(chǎng)的洛倫茲力使運(yùn)動(dòng)的電子聚集在導(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，從而形成橫向場(chǎng)．橫向電場(chǎng)對(duì)電子施加與洛倫茲力相反的靜電力．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)面之間會(huì)形成穩(wěn)定的電勢(shì)差．設(shè)電流 I是由電子的定向流動(dòng)形成的，電子的平均定向速度為 v電量為 e回答下列問(wèn)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) ____________下側(cè)面 A180。的電勢(shì)；（填 “ 高于 ”“ 低于 ” 或 “ 等于 ” ） (2)電子所受的洛倫茲力的大小為 ____________； (3)當(dāng)導(dǎo)體板上下兩側(cè)面之間的電勢(shì)差為 U時(shí)，電子所受靜電力的大小為_(kāi)___________； (4)由靜電力和洛倫茲力平衡條件，其中 n代表導(dǎo)體板的單位體積中電子的個(gè)數(shù)證明霍爾系數(shù)為
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