2019届高中物理第三章6习题课磁场与科技随堂演练教科版 3页

磁场与科技1.为了测量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，在垂直于上下表面方向加磁感应强度为B的匀强磁场，在前后两个内侧面固定有金属板作为电极，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.若用Q表示污水流量(单位时间内排出的污水体积)，下列说法正确的是(　　)A．若污水中正离子较多，则前内侧面比后内侧面电势高B．前内侧面的电势一定低于后内侧面的电势，与哪种离子多无关C．污水中离子浓度越高，电压表的示数将越大D．污水流量Q与电压U成正比，与a、b有关解析：选B.由左手定则可判断：若流动的是正离子，则正离子向里偏，前内侧面电势低于后内侧面电势；若流动的是负离子，则负离子向外偏，仍然是前内侧面电势低于后内侧面的电势，故A错、B对．污水稳定流动时，对任一离子有：qvB＝qE＝，所以U＝Bbv，电势差与浓度无关，故C错．流量Q＝Sv＝bc·＝，可以看出流量与a、b均无关，故D错．2.磁流体发电机是一项新兴的技术，它可以将内能直接转化为电能．如图为其示意图．平行金属板A、B间有一个很强的磁场，将一束等离子体(高温下电离的气体，含有大量的正、负带电粒子)喷入磁场，A、B间便产生电压．如果把A、B和用电器连接，A、B就是直流电源的两极．图中的________板是发电机的正极；若A、B间的宽度为a，A、B的板宽为b，板间的磁场为匀强磁场，磁感应强度为B，等离子体以速度v沿垂直于B的方向射入磁场，该发电机的电动势为________．解析：用左手判断知正粒子向下偏，所以B板电势高．当两板间的粒子不再偏转时达到稳定，此时每个粒子都平衡：qvB＝q，电动势U＝Bav.答案：B　Bav3．由质子H、氘核H和α粒子He组成的粒子束，沿匀强电场或匀强磁场的正中间垂直于电场或磁场的方向进入场中．如图所示，设它们均能从场中射出且打在右侧的屏上．如果它们是以相同速度v0入射的，则在屏上会出现几个点？如果它们是以相同的动能Ek入射的，屏上会出现几个点？n解析：以相同速度v0入射时，在电场中偏转距离y＝at2＝·∝，所以y1∶y2∶y3＝∶∶＝2∶1∶1，屏上将出现两个点，氘核H和α粒子He不能被分开．在磁场中旋转半径r＝∝，所以r1∶r2∶r3＝∶∶＝1∶2∶2，在屏上仍会出现两个点，氘核和α粒子仍会打在一个点上．以相同的动能Ek入射时，在电场中y＝∝q，所以y1∶y2∶y3＝1∶1∶2，在屏上会出现两个点，质子和氘核分不开，打在同一点上．在磁场中r＝＝∝，所以r1∶r2∶r3＝∶∶＝1∶∶1，在屏上仍会出现两个点，质子和α粒子打在同一个点上．答案：见解析4.两块金属板a、b平行放置，板间存在与匀强电场正交的匀强磁场，假设电场、磁场只存在于两板间的空间区域．一束电子以一定的初速度v0从两极板中间，沿垂直于电场、磁场的方向射入场中，无偏转地通过场区，如图所示，已知板长l＝10cm，两板间距d＝3.0cm，两板间电势差U＝150V，v0＝2.0×107m/s.(1)求磁感应强度B的大小；(2)若撤去磁场，求电子穿过电场时偏离入射方向的距离，以及电子通过场区后动能的增加量电子所带电量的大小与其质量之比＝1.76×1011C/kg，电子带电量的大小e＝1.60×10－19C.解析：(1)电子进入正交的电、磁场不发生偏转，则满足Bev0＝e，B＝＝2.5×10－4T.(2)设电子通过场区偏转的距离为y1y1＝at2＝··＝1.1×10－2mΔEk＝eEy1＝ey1＝8.8×10－18J.答案：(1)2.5×10－4T　(2)1.1×10－2m　8.8×10－18Jn