专题七 带电粒子在叠加场中的运动
突破1 带电粒子在叠加场
中运动的应用实例
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装置
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原理图
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规律
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速度
选择器
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若qv0B＝Eq，即v0＝，粒子做匀速直线运动
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磁流体
发电机
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等离子体射入，受洛伦兹力偏转，使两极板分别带正、负电，两极板间电压为U时稳定，q＝qv0B，U＝v0Bd
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电磁流
量计
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当q＝qvB时，有v＝，流量Q＝Sv＝π2＝
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霍尔
元件
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在匀强磁场中放置一个矩形截面的载流导体，当磁场方向与电流方向垂直时，导体在与磁场、电流方向都垂直的方向上出现了电势差．这个现象称为霍尔效应
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考向1 速度选择器的工作原理
(2019·浙江杭州模拟)在如图所示的平行板器件中，匀强电场E和匀强磁场B互相垂直．一束初速度为v的带电粒子从左侧垂直电场射入后沿图中直线②从右侧射出．粒子重力不计，下列说法正确的是( )
A．若粒子沿轨迹①出射，则粒子的初速度一定大于v
B．若粒子沿轨迹①出射，则粒子的动能一定增大
C．若粒子沿轨迹③出射，则粒子可能做匀速圆周运动
D．若粒子沿轨迹③出射，则粒子的电势能可能增大
【解析】 初速度为v的带电粒子从左侧垂直电场射入后沿图中直线②从右侧射出，则qvB＝qE，若粒子沿轨道①出射，粒子所受向上的力大于向下的力，但由于粒子电性未知，所以粒子所受的电场力与洛伦兹力方向不能确定，初速度和动能的变化无法确定，故A、B均错误；若粒子沿轨迹③出射，粒子受电场力、洛伦兹力，不可能做匀速圆周运动，故C错误；若粒子沿轨迹③出射，如果粒子带负电，所受电场力方向向上，洛伦兹力方向向下，电场力做负功，粒子的电势能增大，故D正确．
【答案】 D
考向2 磁流体发电的工作原理
(多选)如图是磁流体发电机的装置，a、b组成一对平行电极，两板间距为d，板平面的面积为S，内有磁感应强度为B的匀强磁场．现持续将一束等离子体(即高温下电离的气体，含有大量带正电和负电的微粒，而整体呈中性)，垂直磁场喷入，每个离子的速度为v，负载电阻阻值为R，当发电机稳定发电时，负载中电流为I，则( )
A．a板电势比b板电势低
B．磁流体发电机的电动势E＝Bdv
C．负载电阻两端的电压大小为Bdv
D．两板间等离子体的电阻率ρ＝
