1、2.磁场对运动电荷的作用力1通过实验感受磁场对运动电荷有力的作用。2.知道什么是洛伦兹力，会用左手定则判断洛伦兹力的方向。3.了解洛伦兹力公式的推导过程，会用公式分析求解洛伦兹力。4.了解电视显像管的基本构造和工作原理。5.会分析速度选择器、磁流体发电机、电磁流量计的工作原理。一、洛伦兹力的方向1洛伦兹力(1)定义：运动电荷在磁场中受到的力。(2)洛伦兹力与安培力的关系：通电导线在磁场中受到的安培力，实际是洛伦兹力的宏观表现。2洛伦兹力的方向(1)运动的带电粒子在磁场中所受洛伦兹力的方向，与运动方向和磁感应强度的方向都垂直。(2)左手定则：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一
2、个平面内；让磁感线从掌心垂直进入，并使四指指向正电荷运动的方向，这时拇指所指的方向就是运动的正电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向(如图所示)。负电荷受力的方向与正电荷受力的方向相反。二、洛伦兹力的大小1电荷量为q的粒子以速度v运动时，如果速度方向与磁感应强度B的方向垂直，那么粒子受到的洛伦兹力为FqvB。式中力F、磁感应强度B、电荷量q、速度v的单位分别为牛顿(N)、特斯拉(T)、库仑(C)、米每秒(m/s)。2在一般情况下，当电荷运动的方向与磁场的方向夹角为时，电荷所受的洛伦兹力为FqvBsin。三、电子束的磁偏转1磁偏转：洛伦兹力的方向与粒子的运动速度方向垂直，当粒子在磁场中运动时，因受到洛伦
3、兹力的作用，就会发生偏转。2显像管原理(1)如图，显像管中的电子枪工作时发射高速电子，很细的一束电子打在荧光屏上只能使一个点发光，要使整个荧光屏发光，就要靠磁场来使电子束偏转。(2)在偏转区的水平方向和竖直方向都有偏转磁场，其方向、强弱都在不断变化，使得电子束打在荧光屏上的光点从上向下、从左向右不断移动，这在显示技术中叫作扫描。判一判(1)运动电荷在磁感应强度不为零的地方，一定会受到洛伦兹力的作用。()(2)运动电荷在某处不受洛伦兹力的作用，则该处的磁感应强度一定为零。()(3)用左手定则判断洛伦兹力方向时，“四指的指向”与正电荷运动方向相同。()(4)显像管内偏转线圈中的电流恒定不变时，电子
4、打在荧光屏上的光点位置是不变的。()提示：(1)(2)(3)(4)想一想(1)用左手定则判断安培力方向和判断洛伦兹力方向时有什么区别与联系？提示：都是磁感线从掌心垂直进入，拇指指向受力方向，不同的是判断安培力方向时四指指向电流方向，判断洛伦兹力方向时四指指向正电荷运动方向或负电荷运动反方向，而正电荷的运动方向或负电荷运动的反方向即为电流的方向。(2)从太阳或其他星体上释放的大量高能粒子流称为宇宙线，地球是如何使自己不受宇宙线的伤害的？提示：地球周围空间有地磁场，地磁场能改变宇宙线中带电粒子的运动方向，对宇宙线起了一定的阻挡作用。课堂任务洛伦兹力的方向仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。活动
5、1：我们知道，带电粒子的定向移动形成了电流。那么，磁场对运动电荷有作用力吗？提示：根据上一节的学习知道，磁场对通电导线有安培力的作用，而带电粒子的定向移动形成了电流，所以可作出猜想，磁场对运动电荷有作用力。活动2：如图所示，抽成真空的玻璃管左右两个电极分别连接到高压电源两极时，阴极会发射电子，电子在电场的加速下飞向阳极，荧光板可显示出电子的径迹。对比甲、乙两图实验结果，可得出什么结论？提示：电子束的径迹在磁场的作用下发生了弯曲，说明电子束受到磁场的力的作用。活动3：运动电荷在磁场中受到的力称为洛伦兹力，这种力与安培力有什么关系？提示：根据活动1的分析，通电导线在磁场中受到的安培力，实际是洛伦兹
6、力的宏观表现。活动4：根据活动3的结论，试总结出判断洛伦兹力方向的方法，并用图乙实验结果检验。提示：根据安培力与洛伦兹力的关系，我们可以推断运动电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向，与电荷的运动方向和磁感应强度的方向都垂直，也可用左手定则判定洛伦兹力的方向，不同的是四指指向正电荷运动的方向或负电荷运动的反方向。由图乙实验结果可知，此判定方法正确。1洛伦兹力的理解运动电荷在磁场中所受的力称为洛伦兹力。通电导线在磁场中所受的安培力，实际是洛伦兹力的宏观表现。2洛伦兹力的方向(1)洛伦兹力的方向可以依照左手定则判定，具体步骤如下：准备动作：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内。判
7、断要点：让磁感线从掌心垂直进入，并使四指指向正电荷运动的方向或负电荷运动的反方向，这时拇指所指方向就是正电荷或负电荷所受洛伦兹力的方向。(2)方向特点：FB，Fv，即F垂直于B和v决定的平面。(注意：B和v不一定垂直)3决定洛伦兹力方向的三个因素电荷的电性(正、负)、速度方向、磁感应强度的方向。例1匀强磁场中一个运动的带电粒子，受到洛伦兹力F的方向如图所示，则该粒子所带电荷的电性和运动方向可能是()A粒子带负电，向下运动B粒子带正电，向左运动C粒子带负电，向上运动D粒子带正电，向右运动在磁场方向和洛伦兹力方向确定的情况下，正、负电荷的运动方向有何关系？提示：在磁场方向和洛伦兹力方向确定的情况下
8、，正、负电荷的运动方向相反。规范解答根据左手定则，让磁感线从掌心垂直进入，拇指指向F的方向，可判断出四指向上，则存在两种可能：粒子带正电且向上运动，或粒子带负电且向下运动，故A正确，B、C、D错误。完美答案A规律点拨判断洛伦兹力方向的易错点注意电荷的正负，尤其是判断负电荷所受洛伦兹力方向时，四指应指向负电荷运动的反方向。图中带电粒子所受洛伦兹力的方向向上的是()答案A解析由左手定则可知，A图中带电粒子受到的洛伦兹力方向向上，B图中带电粒子受到的洛伦兹力方向垂直纸面向外，C图中带电粒子受到的洛伦兹力方向向左，D图中带电粒子受到的洛伦兹力方向垂直纸面向外，故A正确。课堂任务洛伦兹力的大小仔细观察下
9、列图片，认真参与“师生互动”。活动1：既然安培力是洛伦兹力的宏观表现，我们就可以尝试由安培力的表达式推导出洛伦兹力的表达式。由最简单的情况入手，导线中电流的方向与磁场的方向垂直时，安培力的大小的表达式是什么？提示：FIlB。活动2：如图所示，设静止导线中定向运动的带电粒子的速度都是v，单位体积内的粒子数为n，粒子的电荷量为q，那么时间t内通过导线横截面S的粒子数N和电流I是多大？提示：时间t内通过横截面S的粒子数NnvtS，则电流InqSv。活动3：图中这段长为vt的导线所受的安培力F安是多大？提示：F安BIlBnqSvvtnBqSv2t。活动4：每个粒子所受的力就是洛伦兹力F洛，试求出F洛。
10、提示：F洛qvB。活动5：如果图中的电流和磁场方向不垂直，活动3所得F洛的表达式还成立吗？提示：如果图中的电流和磁场方向不垂直，则F安BIlsin，洛伦兹力的表达式也要做相应的修正，即F洛qvBsin，是v与B的夹角。1洛伦兹力的大小一般表达式：FqvBsin，为v与B的夹角，如图所示。(1)vB，即0或180时，洛伦兹力F0。(2)vB，即90时，洛伦兹力FqvB。2洛伦兹力与安培力的区别和联系(1)区别洛伦兹力是指单个运动的带电粒子在磁场中所受到的作用力，而安培力是指通电导线在磁场中所受到的作用力。洛伦兹力恒不做功(下节学习)，而安培力可以做功。(2)联系安培力是洛伦兹力的宏观表现，洛伦兹
11、力是安培力的微观解释。大小关系：F安NF洛(N是导体中定向运动的电荷数)。方向关系：洛伦兹力与安培力的方向一致，均可用左手定则进行判断。例2如图所示，质量为m、电荷量为q的小球，在倾角为的光滑斜面上由静止开始向下运动，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向外，若带电小球某个时刻对斜面的压力恰好为零，(重力加速度为g)问：(1)小球带电性质如何？(2)此时小球的速度和位移分别是多大？(1)小球沿斜面向下运动的过程中所受洛伦兹力的大小和方向会发生变化吗？提示：小球沿斜面向下运动的过程由于运动方向不变，故所受洛伦兹力的方向不会变。小球所受合力等于重力沿斜面向下的分力，则小球加速，故洛伦兹力会变大。
12、(2)小球对斜面的压力恰好为零时有什么特点？提示：小球所受洛伦兹力与重力沿垂直斜面的方向上的分力平衡。规范解答(1)小球沿斜面向下运动，某个时刻对斜面的压力为零，则其受到的洛伦兹力应垂直斜面向上，根据左手定则，四指与小球的运动方向一致，所以小球带正电。(2)当小球对斜面的压力为零时，有mgcosqvB，可知小球此时的速度为v。由于小球所受合力为重力沿斜面向下的分力，故小球做匀加速直线运动，加速度为agsin，由匀加速直线运动的规律有v22ax，得小球的位移为x。完美答案(1)带正电(2)规律点拨(1)随着小球速度的增加，洛伦兹力增大，是一个变力，但是小球在斜面上运动时合力是恒力，所以小球做匀加
13、速直线运动，故本题可以用匀变速直线运动公式来求解位移。(2)小球在运动过程中只有重力做功，机械能是守恒的，故此题求位移时也可以用机械能守恒定律解答。(3)分析带电体在磁场中的运动，分析方法与力学中的相同：对物体进行受力分析，求合力，用牛顿第二定律、运动学公式或动能定理等列方程。(多选)如图甲所示，某空间存在着范围足够大的匀强磁场，磁场沿水平方向。磁场中有A、B两个物块叠放在一起，置于光滑水平面上。物块A带正电，物块B不带电且表面绝缘。在t0时刻，水平恒力F作用在物块B上，物块A、B由静止开始做加速度相同的运动。在物块A、B一起运动的过程中，图乙反映的可能是()A物块A所受洛伦兹力大小随时间t变
14、化的关系B物块A对物块B的摩擦力大小随时间t变化的关系C物块A对物块B的压力大小随时间t变化的关系D物块B对地面压力大小随时间t变化的关系答案CD解析对两物块受力分析可知，A、B做匀加速直线运动，物块A受到的洛伦兹力大小F洛qvBqBat，t0时，F洛0，A错误；物块A对B的摩擦力大小fmAa，所以f随时间t的变化保持不变，B错误；A对B的压力大小NAmAgqvBmAgqBat，C正确；B对地面的压力大小NB(mAmB)gqBat，D正确。课堂任务电子束的磁偏转洛伦兹力的应用仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。活动1：带电粒子在磁场中运动时，受到洛伦兹力的作用，运动方向会变化吗？提示：因为
15、洛伦兹力的方向与粒子的运动速度方向垂直，所以带电粒子在磁场中运动时，会发生偏转。活动2：显像管电视机中就应用了电子束磁偏转的原理。如图所示，没有磁场时电子束打在荧光屏正中的O点。要使电子束在水平方向偏离中心，打在荧光屏上的A点，偏转线圈的磁场应沿什么方向？提示：要使电子束打在A点，洛伦兹力方向应沿纸面指向A一侧，由左手定则知磁场方向应垂直纸面向外。活动3：要使电子束打在B点，磁场应沿什么方向？提示：同理可知，要使电子束打在B点，磁场方向应垂直纸面向里。活动4：要使电子束打在荧光屏上的位置由B点逐渐向A点移动，偏转磁场应该怎样变化？提示：电子束打在荧光屏上的位置越靠近O，洛伦兹力越小，磁感应强度
16、越小，结合活动2、3可知，要使电子束打在荧光屏上的位置由B点逐渐向A点移动，偏转磁场应先垂直纸面向里且逐渐减小，后垂直纸面向外且逐渐增大。1电视显像管的工作原理显像管电视机应用了电子束磁偏转的原理。显像管工作时阴极发射高速电子，荧光屏被电子束撞击发光。要使整个荧光屏发光，就要靠偏转线圈的磁场来使电子束偏转，如图甲所示。实际上，在偏转区的水平方向和竖直方向都有偏转磁场，其方向、强弱都在不断变化，因此电子束打在荧光屏上的光点就像图乙那样不断移动，这在电视技术中叫作扫描。电子束从最上一行到最下一行扫描一遍叫作一场，电视机中的显像管每秒要进行50场扫描，所以我们感到整个荧光屏都在发光。2速度选择器(1
17、)平行板中电场强度E和磁感应强度B相互垂直，这种装置能把具有某一特定速度的粒子选择出来，所以叫作速度选择器。(2)带电粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是qEqvB，即v。可知，速度选择器只选择速度(大小、方向)，而不选择粒子的电荷量、电性和质量。若粒子从相反方向射入，则不能穿出速度选择器。3磁流体发电机(1)在图中的A、B两板间连接用电器R，A、B就是一个直流电源的两个电极。这个直流电源称为磁流体发电机。根据左手定则，图中的B是发电机正极，A是负极。(2)设磁流体发电机两极板间的距离为d，等离子体速度为v，磁场的磁感应强度为B，A、B间不接用电器时，由qEqqvB得，两极板间能达到的最大
18、电势差UBdv。U等于磁流体发电机的电动势E。4电磁流量计如图甲、乙所示是电磁流量计的示意图。设管的直径为D，磁感应强度为B，由于导电液体中电荷随液体流动受到洛伦兹力作用，于是在管壁的上、下两侧积累电荷，a、b两点间就产生了电势差。到一定程度后，a、b两点间的电势差达到稳定值U，上、下两侧积累的电荷不再增多，此时，洛伦兹力和静电力平衡，有qvBqE，E，所以v，又因为圆管的横截面积SD2，故流量QSv。5磁场在科技中的应用实例对比速度选择器、磁流体发电机、电磁流量计、霍尔元件(参见第五章内容)都是带电粒子在相互正交的电场和磁场中的运动平衡问题，不同的是速度选择器中的电场是带电粒子进入前存在的，
19、是外加的；磁流体发电机、电磁流量计和霍尔元件中的电场是粒子进入磁场后，在洛伦兹力作用下带电粒子在两极板上聚集后才产生的。例3(多选)磁流体发电是一项新兴技术。如图所示，平行金属板之间有一个很强的匀强磁场，将一束含有大量正、负带电粒子的等离子体，沿图中所示方向以一定速度喷入磁场。图中虚线框部分相当于发电机。把两个极板与用电器相连，则()A用电器中的电流方向从A到BB用电器中的电流方向从B到AC若只增强磁场，发电机的电动势增大D若只增大喷入粒子的速度，发电机的电动势增大(1)如何判断上、下极板所带电荷的电性？提示：用左手定则判断正、负电荷所受洛伦兹力的方向，从而可知上、下极板所带电荷的电性。(2)
20、如何求发电机的电动势？提示：外电路断路时，路端电压等于电动势。再根据等离子体所受的静电力和洛伦兹力相等求出路端电压。规范解答等离子体喷入磁场后，受到洛伦兹力的作用，由左手定则可知，正离子打在上极板，上极板带正电，负离子打在下极板，下极板带负电，故用电器中的电流方向从A到B，A正确，B错误；当等离子体在两金属板间所受洛伦兹力与静电力相等，即qvBqE时，EvB，此时路端电压最大，等于电动势，路端电压最大值为UmEdvBd，所以若只增强磁场或只增大喷入粒子的速度，发电机的电动势均会增大，C、D正确。完美答案ACD规律点拨速度选择器、磁流体发电机等原理基本相同。解题时，一是要应用左手定则确定洛伦兹力
21、的方向，二是要应用静电力和洛伦兹力平衡。判断洛伦兹力方向时一定要注意区分正、负电荷。(2020吉林省长春市田家炳实验中学高二上学期期末)如图所示为电视机显像管的原理示意图(俯视图)，电子枪发射的电子束经加速电场加速后，再经过偏转线圈打到荧光屏上。当偏转线圈产生的偏转磁场方向和强弱不断变化时，电子束打在荧光屏上的光点就会移动，从而实现扫描。下列关于荧光屏上光点的说法正确的是()A光点打在A点，则磁场垂直纸面向里B从A向O扫描，则磁场垂直纸面向外且不断增强C从O向B扫描，则磁场垂直纸面向里且不断减弱D从A向B扫描，则磁场先垂直纸面向外后垂直纸面向里答案D解析光点打在A点，则电子束在偏转磁场中所受洛
22、伦兹力方向为O A，电流向左，根据左手定则，磁场垂直纸面向外，故A错误；从A向O扫描，则电子束在偏转磁场中所受洛伦兹力方向一直为O A且不断减小，根据左手定则，磁场一直垂直纸面向外，且磁感应强度减小，故B错误；从O向B扫描，则电子束在偏转磁场中所受洛伦兹力方向一直为O B且不断增大，根据左手定则，磁场一直垂直纸面向里，且磁感应强度增强，故C错误；从A向B扫描，其中从A向O扫描过程磁场垂直纸面向外，从O向B扫描过程磁场垂直纸面向里，故D正确。(多选)如图所示，一质子(不计重力)以速度v穿过互相垂直的电场和磁场区域而没有发生偏转，则()A若电子以相同速度v射入该区域，将会发生偏转B无论何种带电粒子
23、，只要以相同速度射入都不会发生偏转C若质子的速度vv，它将向上偏转，其运动轨迹既不是圆弧也不是抛物线答案BD解析质子以速度v穿过该区域没有偏转，则质子所受洛伦兹力和静电力的合力为0，即qvBEq0，则v。正、负带电粒子进入该区域时，所受静电力和洛伦兹力的方向不同，但对某种带电粒子，这两个力的方向一定相反，只要粒子进入时速度v，均不会发生偏转，故A错误，B正确；若质子进入互相垂直的电场和磁场区域时的速度vv，则qvBqE，质子向上偏转，若速度vv，则qvBqE，质子向下偏转，由于静电力为恒力，而洛伦兹力为变力，二者的合力变化，所以其轨迹既不是圆弧也不是抛物线，故C错误，D正确。 1(洛伦兹力的方
24、向)在下列各图中，运动电荷的速度方向、磁感应强度方向和电荷的受力方向之间的关系正确的是()答案B解析根据左手定则可判断A中电荷的受力方向向上，B中电荷的受力方向向下，A错误，B正确；C、D中电荷的速度方向与磁场方向平行，电荷不受洛伦兹力作用，C、D错误。2(洛伦兹力的大小和方向)电荷量为q的粒子在匀强磁场中运动，下列说法中正确的是()A若vB，只要速度大小相同，所受洛伦兹力就相同B如果把q改为q，且速度反向，大小不变，则其所受洛伦兹力的大小、方向均不变C洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直，磁场方向一定与电荷运动方向垂直D运动电荷在某处不受洛伦兹力的作用，则该处的磁感应强度一定为零答案B解析若v
25、B，由F洛qvB知，速度大小相等，洛伦兹力大小就相等，但洛伦兹力方向可能不同，A错误；根据左手定则可判断B正确；洛伦兹力的方向一定与电荷速度方向垂直，但磁场方向与电荷运动方向可以不垂直，C错误；运动电荷在磁场中所受的洛伦兹力FqvBsin，所以F的大小不但与q、v、B有关系，还和v与B的夹角有关系，当0或180时，F0，此时B不一定等于零，D错误。3(显像管的工作原理)显像管的工作原理如图所示，图中阴影区域没有磁场时，从电子枪发出的电子打在荧光屏正中的O点。为使电子在竖直方向偏离中心，打在荧光屏上的A点，阴影区域所加磁场的方向是()A竖直向上 B竖直向下C垂直于纸面向内 D垂直于纸面向外答案D
26、解析电子向上偏转，根据左手定则可知，磁场的方向垂直纸面向外，D正确。4. (洛伦兹力的应用)(多选)如图所示是粒子速度选择器的原理图，如果粒子所具有的速率v，重力忽略不计，那么()A带正电粒子必须沿ab方向从左侧进入场区，才能沿直线通过B带负电粒子必须沿ba方向从右侧进入场区，才能沿直线通过C不论粒子电性如何，沿ab方向从左侧进入场区，都能沿直线通过D不论粒子电性如何，沿ba方向从右侧进入场区，都能沿直线通过答案AC解析速度选择器中匀强电场和匀强磁场相互垂直，带电粒子垂直电场且垂直磁场方向进入场区，粒子所受重力可以忽略，如果洛伦兹力与静电力等大反向，就能沿直线匀速通过，受力分析可知A、C正确，
27、B、D错误。5(洛伦兹力的方向) 每时每刻都有大量带电的宇宙线向地球射来，地磁场可以有效地改变这些宇宙线中大多数带电粒子的运动方向，使它们不能到达地面，这对地球上的生命体有十分重要的意义。假设有一个带正电的宇宙线粒子正垂直于地面向赤道射来(如图，地球由西向东转，虚线表示地轴，上方为地理北极)，在地磁场的作用下，它将()A向东偏转 B向南偏转C向西偏转 D向北偏转答案A解析在地球表面，地磁场的磁感线由地理南极出发回到地理北极，在地球赤道上方平行于地面，当带正电的宇宙线粒子垂直于地面向赤道射来时，根据左手定则可以判断粒子的受力方向向东，所以粒子将向东偏转，故A正确。6. (洛伦兹力的应用)医生做某
28、些特殊手术时，利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度。电磁血流计由一对电极a和b以及一对磁极N和S构成，磁极间的磁场是均匀的。使用时，两电极a、b均与血管壁接触，两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直，如图所示。由于血液中的正、负离子随血流一起在磁场中运动，电极a、b之间会有微小电势差。在达到稳定时，血管内部的电场可看成是匀强电场，血液中的离子所受的静电力和洛伦兹力的合力为零。在某次监测中，两触点间的距离为3.0 mm，血管壁的厚度可忽略，两触点间的电势差为160 V，磁感应强度的大小为0.040 T。则血流速度的近似值和电极a、b的正负为()A1.3 m/s，a正、b负 B2.7 m/
29、s，a正、b负C1.3 m/s，a负、b正 D2.7 m/s，a负、b正答案A解析血液中的离子在磁场的作用下会在a、b之间形成电势差，当电场给离子的力与洛伦兹力大小相等时达到稳定状态(与速度选择器原理相似)，血流速度v1.3 m/s，又由左手定则可得a为正极，b为负极，故选A。7(洛伦兹力的大小和方向)在下列各图中，匀强磁场的磁感应强度B、粒子的电荷量q及运动速率v均相同，试求出各图中带电粒子所受洛伦兹力的大小，并标出洛伦兹力的方向。答案Bqv0Bqv方向如图所示解析A图中，根据左手定则可知洛伦兹力方向垂直粒子运动方向向左上方，大小为Bqv；B图中，将速度沿水平和竖直方向分解，则竖直分速度与磁
30、场方向垂直，洛伦兹力方向垂直纸面向里，大小为Bqvcos60；C图中，速度方向与磁场方向平行，粒子不受洛伦兹力；D图中，粒子带负电荷，其受力方向垂直于运动方向向右下方，大小为Bqv。8. (洛伦兹力的方向)如图所示，在真空中，水平导线中有恒定电流I通过，导线的正下方有一质子初速度方向与电流方向相同，则质子可能的运动情况是()A沿路径a运动 B沿路径b运动C沿路径c运动 D沿路径d运动答案B解析由安培定则可知，电流在导线下方产生的磁场方向垂直纸面向外，由左手定则可知，质子开始时所受洛伦兹力方向向上，则质子的轨迹必定向上弯曲，因此C、D错误；由于洛伦兹力方向始终与质子运动方向垂直，故其运动轨迹必定
31、是曲线，则B正确，A错误。9. (洛伦兹力的应用)(多选)为监测某化工厂的污水排放量，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。在垂直于上下底面方向加磁感应强度大小为B的匀强磁场，在前后两个内侧面分别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)，下列说法中正确的是()A前表面比后表面电势高B前表面比后表面电势低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U成正比，与a、b无关答案BD解析正、负电荷从左向右移动，根据左手定则，正
32、电荷所受的洛伦兹力指向后表面，负电荷所受的洛伦兹力指向前表面，所以前表面电极的电势比后表面电极的电势低，故A错误，B正确。最终稳定时，电荷所受洛伦兹力和静电力平衡，有qvBq，UBbv，电压表的示数U与v成正比，与浓度无关，故C错误。污水的流量QvSvbc，与电压表的示数U成正比，与a、b无关，故D正确。10(综合)有一个电荷量为q、重力为G的小球，从两竖直的带电平行板上方h高处自由落下，两极板间另有匀强磁场，磁感应强度为B，方向如图所示，则带电小球通过有电场和磁场的空间时，下列说法正确的是()A一定做曲线运动B不可能做曲线运动C有可能做匀加速直线运动D有可能做匀速直线运动答案A解析带电小球在
33、进入电磁场前做自由落体运动，进入电磁场后，受竖直向下的重力G，水平向左的静电力F静电qE，以及向右的洛伦兹力F洛qBv。若小球刚进入电磁场时F静电F洛，由于小球向下运动时，速度会增加，小球所受洛伦兹力增大，将不会再与静电力平衡，故小球做曲线运动；若小球刚进入电磁场时F静电F洛，则合力方向与速度方向不在同一条直线上，小球做曲线运动。综上所述，小球一定做曲线运动，A正确，B、C、D错误。11. (综合)(多选)如图所示，一个质量为m、电荷量为q的圆环，可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动，细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中，不计空气阻力，现给圆环向右的初速度v0，在以后的运动过程中，圆环运动的速度
34、图像可能是下图中的()答案AD解析带电圆环在磁场中受到竖直向上的洛伦兹力，当重力与洛伦兹力相等时，圆环将做匀速直线运动，A正确；当洛伦兹力大于重力时，圆环受到摩擦力的作用，并且随着速度的减小，洛伦兹力减小，摩擦力减小，圆环将做加速度减小的减速运动，最后洛伦兹力减小到与重力相等，做匀速直线运动，D正确；如果重力大于洛伦兹力，圆环也受摩擦力作用，且随着速度减小，摩擦力越来越大，圆环将做加速度增大的减速运动，故B、C错误。12(洛伦兹力的应用)(2020福建省福州市八县一中高二上学期期末联考)如图所示是磁流体发电机的原理图，a、b组成一对平行板电极，两极板间距为d，极板平面的面积为S，极板间有如图所示磁感应强度为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粒子，而整体呈中性)垂直喷入磁场，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，负载中电阻的电流为I，求：(1)a、b两极板哪块极板的电势高？(2)磁流体发电机的电动势E；(3)两板间等离子体的电阻率。答案(1)a极板(2)Bdv(3)解析(1)根据左手定则，带正电的粒子向上偏转，所以a极板带正电，电势高。(2)若外电路断开，最终带电粒子在静电力和洛伦兹力作用下处于平衡状态，有qvBq解得EBdv。(3)根据闭合电路欧姆定律，有Ir为极板间等离子体的电阻，且r联立解得电阻率的表达式为。
