專題八帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

1、1帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)專題八專題八2 近幾年高考試題中近幾年高考試題中,涉及本講內(nèi)容的頻度極高，特別是涉及本講內(nèi)容的頻度極高，特別是計(jì)算題，題目難度大，涉及面廣計(jì)算題，題目難度大，涉及面廣.試題多把電場(chǎng)和磁場(chǎng)的試題多把電場(chǎng)和磁場(chǎng)的性質(zhì)、運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律、功能性質(zhì)、運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律、功能關(guān)系揉合在一起關(guān)系揉合在一起.主要考查考生的空間想象能力、分析綜主要考查考生的空間想象能力、分析綜合能力以及運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問題的能力合能力以及運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問題的能力. 以考查考以考查考生綜合分析和解決復(fù)雜問題的能力生綜合分析和解

2、決復(fù)雜問題的能力.考情預(yù)測(cè)與分析考情預(yù)測(cè)與分析3 2009 2009年高考理綜年高考理綜( (物理物理) )試題對(duì)本部分考查的情況如下表：試題對(duì)本部分考查的情況如下表：全國卷全國卷考查內(nèi)容考查內(nèi)容分值分值26.26.計(jì)算題計(jì)算題. .粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)全國卷全國卷浙江卷浙江卷1919選擇題選擇題. .帶電粒子在電場(chǎng)中的帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)25.靜電場(chǎng)和磁場(chǎng)結(jié)合帶電粒子靜電場(chǎng)和磁場(chǎng)結(jié)合帶電粒子偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)問題偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)問題21分分6分分22分分4電場(chǎng)電場(chǎng)帶帶電電粒粒子子受受力力分分析析合外力為合外力為0時(shí)，粒子靜止或做時(shí)，粒子靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng)勻速直線運(yùn)動(dòng)合外力與運(yùn)動(dòng)方向相同或相

3、反，粒子將做合外力與運(yùn)動(dòng)方向相同或相反，粒子將做直線運(yùn)動(dòng)直線運(yùn)動(dòng)合外力大小恒定，充當(dāng)向心力時(shí)，粒子做合外力大小恒定，充當(dāng)向心力時(shí)，粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)勻速圓周運(yùn)動(dòng)合外力的大小和方向均不變，且與初速度合外力的大小和方向均不變，且與初速度方向成一夾角時(shí)，帶電粒子做方向成一夾角時(shí)，帶電粒子做拋體運(yùn)動(dòng)拋體運(yùn)動(dòng)合外力的大小、方向隨時(shí)間或空間變化時(shí)，合外力的大小、方向隨時(shí)間或空間變化時(shí)，要分段分解處理，化復(fù)雜問題為多個(gè)要分段分解處理，化復(fù)雜問題為多個(gè)簡(jiǎn)單簡(jiǎn)單問題的組合問題的組合磁場(chǎng)磁場(chǎng)重力重力5帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng) 質(zhì)量為質(zhì)量為m，電荷量為，電荷量為+q的小球以初速度的小

4、球以初速度 與水平與水平方向成方向成角斜向上射出，如果在空間加上一定大小的勻強(qiáng)電角斜向上射出，如果在空間加上一定大小的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)后，能保證小球沿場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)后，能保證小球沿 方向做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，方向做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，試求所加勻強(qiáng)電場(chǎng)的最小值和勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向，加了這兩個(gè)試求所加勻強(qiáng)電場(chǎng)的最小值和勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向，加了這兩個(gè)場(chǎng)后，經(jīng)多長時(shí)間速度變?yōu)榱銏?chǎng)后，經(jīng)多長時(shí)間速度變?yōu)榱?0062如圖所示，在一正交的電場(chǎng)和磁場(chǎng)中，一帶電荷量為如圖所示，在一正交的電場(chǎng)和磁場(chǎng)中，一帶電荷量為q、質(zhì)量為質(zhì)量為m的金屬塊沿傾角為的金屬塊沿傾角為的粗糙絕緣斜面由靜止開始下滑已的粗糙絕緣斜面由靜止開始下滑已知電場(chǎng)

5、強(qiáng)度為知電場(chǎng)強(qiáng)度為E，方向豎直向下；磁感應(yīng)強(qiáng)度為，方向豎直向下；磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直紙面，方向垂直紙面向里；斜面的高度為向里；斜面的高度為h金屬塊滑到斜面底端時(shí)恰好離開斜面，設(shè)金屬塊滑到斜面底端時(shí)恰好離開斜面，設(shè)此時(shí)的速度為此時(shí)的速度為v，則，則()A金屬塊從斜面頂端滑到底端的過程中，做的是加速度逐漸金屬塊從斜面頂端滑到底端的過程中，做的是加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)減小的加速運(yùn)動(dòng)B金屬塊從斜面頂端滑到底端的過程中，機(jī)械能增加了金屬塊從斜面頂端滑到底端的過程中，機(jī)械能增加了qEhC金屬塊從斜面頂金屬塊從斜面頂 端滑端滑 到到 底底 端的端的 過過 程中，程中， 機(jī)械能增加機(jī)械能增加了了 mv2

6、mghD金屬塊離開斜面后將做勻速圓周運(yùn)動(dòng)金屬塊離開斜面后將做勻速圓周運(yùn)動(dòng)12答案答案C7帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的拋體運(yùn)動(dòng)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的拋體運(yùn)動(dòng) 如圖如圖5-2-4所示，在豎直平面的所示，在豎直平面的xOy坐標(biāo)系內(nèi)，坐標(biāo)系內(nèi)，Oy表示豎直向上方向表示豎直向上方向.該平面內(nèi)存在該平面內(nèi)存在x軸正向的勻強(qiáng)電場(chǎng)軸正向的勻強(qiáng)電場(chǎng).一個(gè)帶電一個(gè)帶電小球從坐標(biāo)原點(diǎn)沿小球從坐標(biāo)原點(diǎn)沿Oy方向豎直向上拋出，初動(dòng)能為方向豎直向上拋出，初動(dòng)能為4J，不計(jì)空，不計(jì)空氣阻力氣阻力.它達(dá)到的最高點(diǎn)位置如圖中它達(dá)到的最高點(diǎn)位置如圖中M(3,2)點(diǎn)點(diǎn).求：求： (1)小球在小球在M點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能E1； (2)小球落回

7、落到小球落回落到x軸上的軸上的N點(diǎn)時(shí)，點(diǎn)時(shí)，N點(diǎn)的坐標(biāo)位置；點(diǎn)的坐標(biāo)位置； (3)小球到達(dá)小球到達(dá)N點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能E2.圖圖5-2-4考點(diǎn)二8高頻點(diǎn)三高頻點(diǎn)三帶電粒子在分區(qū)域組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)帶電粒子在分區(qū)域組合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)9 在平面直角坐標(biāo)在平面直角坐標(biāo)系系xOy中，第中，第象限存在沿象限存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，第電場(chǎng)，第象限存在垂直于坐標(biāo)平面向外的勻象限存在垂直于坐標(biāo)平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.一質(zhì)量為一質(zhì)量為m、電荷量、電荷量為為q的帶正電的粒子從的帶正電的粒子從y軸正半軸上的軸正半軸上的M點(diǎn)以速點(diǎn)以速度度v0垂直于垂直于y軸射入電場(chǎng)，經(jīng)軸射

8、入電場(chǎng)，經(jīng)x軸上的軸上的N點(diǎn)與點(diǎn)與x軸正方向成軸正方向成60角射入磁場(chǎng)，最后從角射入磁場(chǎng)，最后從y軸負(fù)半軸上的軸負(fù)半軸上的P點(diǎn)垂直于點(diǎn)垂直于y軸射出磁場(chǎng)，如圖軸射出磁場(chǎng)，如圖67所示所示.不計(jì)粒子重力，求：不計(jì)粒子重力，求：(1)M、N兩點(diǎn)間的電勢(shì)差兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UMN；(2)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑r；(3)粒子從粒子從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的總時(shí)間點(diǎn)的總時(shí)間t. 例三101112 帶電粒子在組合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)類題目，屬于多過程、多帶電粒子在組合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)類題目，屬于多過程、多知識(shí)點(diǎn)的綜合問題，解決該類問題的關(guān)鍵要準(zhǔn)確分析研知識(shí)點(diǎn)的綜合問題，解決該類問題的關(guān)鍵要準(zhǔn)確分析研

9、究對(duì)象在不同階段的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況，明確運(yùn)動(dòng)速究對(duì)象在不同階段的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況，明確運(yùn)動(dòng)速度、洛倫茲力、正壓力和摩擦力之間的相互影響關(guān)系，度、洛倫茲力、正壓力和摩擦力之間的相互影響關(guān)系，恰當(dāng)選擇有關(guān)規(guī)律列方程進(jìn)行求解恰當(dāng)選擇有關(guān)規(guī)律列方程進(jìn)行求解. 131415164如圖所示，在第如圖所示，在第象限內(nèi)有水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，象限內(nèi)有水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度為電場(chǎng)強(qiáng)度為E，在第，在第、象限內(nèi)分別存在如圖所示的勻強(qiáng)象限內(nèi)分別存在如圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等有一個(gè)帶電粒子以垂直于磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等有一個(gè)帶電粒子以垂直于x軸軸的初速度的初速度v0從從x軸上的軸上的P點(diǎn)進(jìn)入勻強(qiáng)電

10、場(chǎng)中，并且恰好與點(diǎn)進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)中，并且恰好與y軸的軸的正方向成正方向成45角進(jìn)入磁場(chǎng)，又恰好垂直進(jìn)入第角進(jìn)入磁場(chǎng)，又恰好垂直進(jìn)入第象限的磁象限的磁場(chǎng)已知場(chǎng)已知OP之間的距離為之間的距離為d，則帶電粒子在磁場(chǎng)中第二次經(jīng)，則帶電粒子在磁場(chǎng)中第二次經(jīng)過過x軸時(shí)，在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為多少？軸時(shí)，在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為多少？17高頻點(diǎn)三高頻點(diǎn)三帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)18 在地面附近的真空中，存在著豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直在地面附近的真空中，存在著豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面向里的磁場(chǎng)，磁場(chǎng)隨時(shí)間的變化情況如圖甲所示紙面向里的磁場(chǎng)，磁場(chǎng)隨時(shí)間的變化情況如圖甲所示.該

11、區(qū)域中有一該區(qū)域中有一條水平直線條水平直線MN，D是是MN上的一點(diǎn)上的一點(diǎn).在在t0時(shí)刻，有一個(gè)質(zhì)量為時(shí)刻，有一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為電荷量為q的小球的小球(可看做質(zhì)點(diǎn)可看做質(zhì)點(diǎn))，從，從M點(diǎn)開始沿著水平方向以速度點(diǎn)開始沿著水平方向以速度v0做勻速直線運(yùn)動(dòng)，做勻速直線運(yùn)動(dòng)，t0時(shí)刻恰好到達(dá)時(shí)刻恰好到達(dá)N點(diǎn)，如圖乙所示點(diǎn)，如圖乙所示.經(jīng)過觀測(cè)發(fā)經(jīng)過觀測(cè)發(fā)現(xiàn)，小球在現(xiàn)，小球在t2t0至至t3t0時(shí)間內(nèi)的某一時(shí)刻，又豎直向下經(jīng)過直線時(shí)間內(nèi)的某一時(shí)刻，又豎直向下經(jīng)過直線MN上的上的D點(diǎn)點(diǎn).求：求：(t0未知未知) (1)電場(chǎng)強(qiáng)度電場(chǎng)強(qiáng)度E的大?。坏拇笮。?2)小球從小球從M點(diǎn)進(jìn)入該區(qū)域到第二次點(diǎn)進(jìn)入該區(qū)

12、域到第二次經(jīng)過經(jīng)過D點(diǎn)所用的時(shí)間點(diǎn)所用的時(shí)間. 19 思路點(diǎn)撥思路點(diǎn)撥在沒有磁場(chǎng)的時(shí)間內(nèi)，小球做勻速直線運(yùn)在沒有磁場(chǎng)的時(shí)間內(nèi)，小球做勻速直線運(yùn)動(dòng)，合力為零，而在有磁場(chǎng)的時(shí)間內(nèi)，小球所受的合力為動(dòng)，合力為零，而在有磁場(chǎng)的時(shí)間內(nèi)，小球所受的合力為洛倫茲力，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，要保證小球豎直向下通過洛倫茲力，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，要保證小球豎直向下通過D點(diǎn)，點(diǎn)，t0與粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期與粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期T間必有一定的關(guān)系間必有一定的關(guān)系.20 解析解析(1)小球從小球從M到到N做勻速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)平衡條件可得：做勻速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)平衡條件可得：qEmg解得解得E .(2)如圖如圖611所示，由題意可知，

13、小球從所示，由題意可知，小球從M點(diǎn)到達(dá)點(diǎn)到達(dá)N點(diǎn)所用時(shí)間點(diǎn)所用時(shí)間t1t0小球到達(dá)小球到達(dá)N點(diǎn)時(shí)，空間加上磁場(chǎng)，小球受到的合外力就是洛倫點(diǎn)時(shí)，空間加上磁場(chǎng)，小球受到的合外力就是洛倫茲力，因此小球從茲力，因此小球從N點(diǎn)開始做勻速圓周運(yùn)動(dòng)點(diǎn)開始做勻速圓周運(yùn)動(dòng).根據(jù)題意，小球根據(jù)題意，小球從沿水平方向經(jīng)過從沿水平方向經(jīng)過N點(diǎn)，變成沿豎直方向經(jīng)過點(diǎn)，變成沿豎直方向經(jīng)過D點(diǎn)，需要點(diǎn)，需要經(jīng)過經(jīng)過 個(gè)圓周到達(dá)個(gè)圓周到達(dá)P.所以做圓周運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是所以做圓周運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是t2t02122(1)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中做直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，要判斷是否為帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中做直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，要判斷是否為勻速直線運(yùn)動(dòng)，如果有洛倫茲力存在

14、的直線運(yùn)動(dòng)，一般為勻速直線運(yùn)動(dòng)，如果有洛倫茲力存在的直線運(yùn)動(dòng)，一般為勻速直線運(yùn)動(dòng)勻速直線運(yùn)動(dòng).(2)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，往往是除洛倫茲力以外，其他力的合力為零的情況，這時(shí)往往是除洛倫茲力以外，其他力的合力為零的情況，這時(shí)要注意挖掘潛在條件要注意挖掘潛在條件.233.如圖如圖612所示，所示， 直線直線PO與與x軸成軸成45角，角，x軸上方軸上方 有水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)有水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)E1，下方有，下方有 豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)E2，已知電場(chǎng)，已知電場(chǎng) 強(qiáng)度強(qiáng)度E1E210 N/C，x軸下方還軸下方還 存在著垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)

15、，存在著垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)， 磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度B10 T.現(xiàn)有一質(zhì)量現(xiàn)有一質(zhì)量m1.0105 kg的帶電的帶電 粒子，帶電荷量粒子，帶電荷量q1.0105 C.粒子由粒子由P點(diǎn)無初速度點(diǎn)無初速度 釋放，釋放，POd0.14 m(重力加速度重力加速度g10 m/s2).求：求： (1)粒子剛進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)的速度粒子剛進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)的速度v； (2)粒子第一次在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間粒子第一次在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t和位移的大小和位移的大小.24解析：解析：粒子在兩個(gè)電場(chǎng)中所受的電粒子在兩個(gè)電場(chǎng)中所受的電場(chǎng)力大小相同，為場(chǎng)力大小相同，為FqE1qE21.0104 N.粒子所受的重力為粒子所受的重力

16、為Gmg1.0104 N可見在兩個(gè)電場(chǎng)中粒子所受電場(chǎng)力可見在兩個(gè)電場(chǎng)中粒子所受電場(chǎng)力大小均等于重力大小大小均等于重力大小.25(1)在在x軸上方的電場(chǎng)中，粒子沿軸上方的電場(chǎng)中，粒子沿PO做初速度為做初速度為0的勻加速直的勻加速直線運(yùn)動(dòng)線運(yùn)動(dòng)合外力大小為合外力大小為 合外力方向：合外力方向：tan ，45，即合外力與場(chǎng)強(qiáng)方向，即合外力與場(chǎng)強(qiáng)方向的夾角為的夾角為45，粒子將從原點(diǎn)，粒子將從原點(diǎn)O進(jìn)入進(jìn)入x軸下方的復(fù)合場(chǎng)中軸下方的復(fù)合場(chǎng)中.加速度加速度a粒子剛進(jìn)入粒子剛進(jìn)入x軸下方復(fù)合場(chǎng)時(shí)的速度為軸下方復(fù)合場(chǎng)時(shí)的速度為v 2 m/s.26(2)在在x軸下方的復(fù)合場(chǎng)中，因?yàn)榱Ｗ铀艿闹亓碗妶?chǎng)力平軸下

17、方的復(fù)合場(chǎng)中，因?yàn)榱Ｗ铀艿闹亓碗妶?chǎng)力平衡，所以粒子在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其周期衡，所以粒子在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其周期T 0.628 s由對(duì)稱性可知，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)四分之三周期，所用時(shí)間由對(duì)稱性可知，粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)四分之三周期，所用時(shí)間為為t3T/40.47 s粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r 0.2 m粒子離開磁場(chǎng)時(shí)速度方向?yàn)榕c粒子離開磁場(chǎng)時(shí)速度方向?yàn)榕cx軸成軸成45角，則粒子在磁場(chǎng)角，則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的位移為中運(yùn)動(dòng)的位移為L 0.28 m.答案：答案：(1)2 m/s(2)0.47 s0.28 m27高頻點(diǎn)四高頻點(diǎn)四復(fù)合場(chǎng)的實(shí)際應(yīng)

18、用復(fù)合場(chǎng)的實(shí)際應(yīng)用28 磁流體發(fā)電技術(shù)是目前世界上正在研究的新興技術(shù)磁流體發(fā)電技術(shù)是目前世界上正在研究的新興技術(shù).如圖如圖613所示是磁流體發(fā)電機(jī)示意圖，發(fā)電管道部分長為所示是磁流體發(fā)電機(jī)示意圖，發(fā)電管道部分長為l、高為、高為h、寬、寬為為d.前后兩個(gè)側(cè)面是絕緣體，上下兩個(gè)側(cè)面是電阻可忽略的導(dǎo)體電前后兩個(gè)側(cè)面是絕緣體，上下兩個(gè)側(cè)面是電阻可忽略的導(dǎo)體電極極.兩個(gè)電極與負(fù)載電阻兩個(gè)電極與負(fù)載電阻R相連相連.整個(gè)管道放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)整個(gè)管道放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為度大小為B，方向垂直前后側(cè)面向后，方向垂直前后側(cè)面向后.現(xiàn)有平均電阻率為現(xiàn)有平均電阻率為的電離氣的電離氣體持續(xù)穩(wěn)定地向右流

19、經(jīng)管道體持續(xù)穩(wěn)定地向右流經(jīng)管道.實(shí)際情況較復(fù)雜，為了使問題簡(jiǎn)化，設(shè)實(shí)際情況較復(fù)雜，為了使問題簡(jiǎn)化，設(shè)管道中各點(diǎn)流速相同，電離氣體所受管道中各點(diǎn)流速相同，電離氣體所受摩擦阻力與流速成正比，無磁摩擦阻力與流速成正比，無磁場(chǎng)時(shí)電離氣體的恒定流速為場(chǎng)時(shí)電離氣體的恒定流速為v0，有磁場(chǎng)時(shí)電離氣體的恒定流速為，有磁場(chǎng)時(shí)電離氣體的恒定流速為v. (1)求流過電阻求流過電阻R的電流的大小和方向；的電流的大小和方向； (2)為保證持續(xù)正常發(fā)電，無論有無磁場(chǎng)存在，都為保證持續(xù)正常發(fā)電，無論有無磁場(chǎng)存在，都對(duì)管道兩端電離氣體施加附加壓強(qiáng)，使管道兩端維對(duì)管道兩端電離氣體施加附加壓強(qiáng)，使管道兩端維持一個(gè)水平向右的恒定壓

20、強(qiáng)差持一個(gè)水平向右的恒定壓強(qiáng)差p，求，求p的大小；的大??； (3)求這臺(tái)磁流體發(fā)電機(jī)的發(fā)電效率求這臺(tái)磁流體發(fā)電機(jī)的發(fā)電效率. 29 思路點(diǎn)撥思路點(diǎn)撥解答本題時(shí)應(yīng)注意把握以下幾點(diǎn)：解答本題時(shí)應(yīng)注意把握以下幾點(diǎn)： (1)磁流體發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)為不接用電器時(shí)兩板的電勢(shì)差磁流體發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)為不接用電器時(shí)兩板的電勢(shì)差. (2)電源內(nèi)阻的表達(dá)式電源內(nèi)阻的表達(dá)式. (3)管道兩端電離氣體的壓力差與摩擦阻力等大反向管道兩端電離氣體的壓力差與摩擦阻力等大反向.30 解析解析(1)電離氣體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，由左手定則知，上電離氣體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，由左手定則知，上極帶正電，下極帶負(fù)電，所以電流由極帶正電，下極帶負(fù)電，所以電流由M經(jīng)過經(jīng)過R到到N. 電離氣體在磁場(chǎng)和電場(chǎng)作用下平衡有電離氣體在磁場(chǎng)和電場(chǎng)作用下平衡有 Bqv 電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)EBhv 內(nèi)電阻內(nèi)電阻r 根據(jù)歐姆定律根據(jù)歐姆定律I 解得解得I (2)已知摩擦力與流速成正比，設(shè)比例系數(shù)為已知摩擦力與流速成正比，設(shè)比例系數(shù)為k，取管道內(nèi)，取管道內(nèi)全部氣體為研究對(duì)象，根據(jù)力的平衡，無磁場(chǎng)時(shí)全部氣體為研究對(duì)象，根據(jù)力的平衡，無磁場(chǎng)時(shí)phdkv0有磁場(chǎng)時(shí)有磁場(chǎng)時(shí)phdkvBIh解得解得p31(3)輸入功率輸入功率P入入phdv電源功率電源功率PEI發(fā)電效率發(fā)電效率1 .32速度選擇器、電磁流量計(jì)、磁流體發(fā)電機(jī)及