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《63洛伦兹力的应用每课一练2（鲁科版选修3-1）》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、6.3洛伦兹力的应用每课一练21.目前,世界上正在研究的一•种新型发电机叫磁流体发电机，它可以把气体的内能直接转化为电能，如图5-6-13所示，表示出了它的发电原理:将一束等离子体（即高温下巾离的气体，含有人量的带正电和带负电的微粒,而从整体上呈屮性），喷射入磁场，在场中有两块金属极板A、B,这时金属板上就会聚集电荷，产生电压，如果射入磁场的离子体的速度为v,金属平板的面积为S,极I'可距离为d,匀强磁场磁感强度为B,方向与v垂直,nJ调节的电阻R接在两极Z间，设电离气体充满两极间的空间，其电阻率为P・求（1）通过电阻R的电流的大小和方向.（2）两板间的电压.（3）两极间的电场
2、强度为最人的条件，以及最大电场强度值.（4）磁流体发电是一项新兴技术，有兴趣的同学可以找来有关的报纸、杂志看看。2.在原子反应堆中抽动液态金属等导电液时，由于不允许传动机械部分与这些流体相接触，常使用一种电磁泵.图5-6-12表示这种电磁泵的结构.将导管置于磁场中，当电流T穿过导电液体时，这种导电液体即被驷动.若导管的内截面积为aXh,磁场区域的宽度为L,磁感强度为B,液态金属穿过磁场区域的电流为I,请分析电磁泵工作的原理并求驱动所产生的压强差是多大？3.如图5-6-15所示为贝恩布里奇（Bainbridge）设计的用来测量同素荷质比的仪器。有一束速度相同的同位素离子速（有两种
3、离子）以相同的速度通过狭缝Si.S2,向下运动到两极板已、P2之间，在这两极板之间有垂直纸而向外的匀强磁场，磁感应强度为B,同吋加一水平向右的匀强电场，电场强度为E,调节E、B,使离子沿着直线通过狭缝S：”然后进入半圆形的匀强磁场区域，此区域的磁感应强度为B‘，最后离了在此匀强磁场屮做匀速圆周运动，经过半个圆周打到照相底片上叽D?两点，测呆岀SsD^LhS：D二L2。试求这两种离了的荷质比。图5-6-164.图5-6-16是一种获得高能带电粒子的加速器的示意图.在真空环形区域内存在着垂直于纸面向外、磁感应强度大小可以调节的均匀磁场.被加速的带电粒子质最为Tn,ill荷量为切，它
4、在环形磁场中做半径为斤的匀速圆周运动.环形管道中的平行加速电极板A和B的中心均有小孔让带电粒子通过.开始时A、B的电势均为零，每当带电粒子穿过A板中心小孔时，A板的电势立即升高到"（B板电势始终为零），粒了被电压为〃的电场加速后从B板中心小孔穿出时，A板电势降为零；带电粒子在磁场力作用下沿半径为斤的圆形轨道运动，再次穿过A板中心小孔吋，A板电势又升高到仏粒子再次被加速;动能不断增加，但做闘周运动的轨道半径不变.（1）设带电粒了从A板小孔处由静止开始被电场加速，A板电势升高到〃时开始计时;求粒子沿环形通道绕行刀圈，回到A板屮心小孔吋，其动能多大？（2）为了保证带电粒子在环形磁场中
5、能沿半径为斤的圆轨道做匀速圆周运动，磁场的磁感应强度必须周期性地递增；求粒子绕行第刀圈时，磁感应强度多大？（3）带电粒子沿环形通道绕行〃圈回到A板屮心小孔处，共用多少时间？1.磁流体发电是一•种新型发电方式，图5-6-17中的图1和图2是其工作原理示意图。图1中的长方体是发电导管，其中空部分的长、髙、宽分别为、乂、“，前后两个侧而是绝缘体，上下两个侧面是电阻可略的导体电极，这两个电极为负载电阻鸟相连。整个发电导管处于图2小磁场线圈产生的匀强磁场里，磁感应强度为B,方向如图所示。发电导管内有电阻率为Q的高温、高速电离气体沿导管向右流动，并通过专用管道导出。由于运动的电离气体受到磁
6、场作用，产生了电动势。发电导管内电离气体流速随磁场有无而不同。设发电导管内电离气体流速处处和同，且不存在磁场时电离气体流速为耳，电离气体所受摩擦阻力总与流速成正比，发电导管两端的电离气体压强差山维持恒定，求:（1）不存在磁场时电离气体所受的摩擦阻力F多人;（2）磁流体发电机的电动势E的大小；（3）磁流体发电机发电导管的输入功率P。6.核聚变反应需耍几百万度以上的高温，为把高温条件下高速运动'电・竝体方肾f丄图2图5-6-17的离了约束在小范围内（否则不可能发生核反应），通常采用磁约束的方法（托卡马克装置）。如图5-6-18所示，环状匀强磁场围成中空区域，中空区域中的带电粒子只要
7、速度不是很大，都不会穿出磁场的外边缘而被约朿在该区域内。设环状磁场的内半径为用二0.5m,外半径7（2=1.0m,磁场的磁感强度B=l.0T,若被束缚带电粒了的荷质比为q/“F4X10'C/kg,中空区域内带电粒子具冇各个方向的速度。求：（1）粒子沿环状的半径方向射入磁场，速度。不能穿越磁场的最人x图5-6-18XXXXXXXXXXXZXX（2）所有粒子不能穿越磁场的最大速度。图5-6-197.正负电了对撞机的最后部分的简化示意图如图5-6-19甲所示（俯视图），位于水平而内的粗实线所示
