洛伦兹力与现代科技
[学习目标]1.知道速度选择器、磁流体发电机、电磁流量计、霍尔元件的工作原理.2.学会
应用工作原理解决实际问题．
一、速度选择器
1．装置及要求
如图，两极板间存在匀强电场和匀强磁场，二者方向互相垂直，带电粒子从左侧平行于极板
射入，不计粒子重力．
E
2．带电粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是qE＝qvB，即v＝.
B
3．速度选择器的特点
E
(1)v的大小等于E与B的比值，即v＝.速度选择器只对选择的粒子的速度有要求，而对粒
B
子的质量、电荷量大小及带电正、负无要求．
E
(2)当v＞时，粒子向F方向偏转，F做负功，粒子的动能减小，电势能增大．
洛电
B
E
(3)当＜时，粒子向F方向偏转，F做正功，粒子的动能增大，电势能减小．
v电电
B
(4)速度选择器只能单向选择：若粒子从另一方向射入，则不能穿出速度选择器．
例1(2021·重庆实验中学检测)在如图所示的平行板器件中(极板长度有限)，电场强度E和
磁感应强度B相互垂直．一带电粒子(重力不计)从左端以速度v沿虚线射入后做直线运动，
则该粒子()
A．一定带正电
E
B．速度＝
v
B
E
C．若速度，粒子一定不能从板间射出
v
B
D．若此粒子从右端沿虚线方向射入，仍做直线运动
二、磁流体发电机
磁流体发电机的发电原理图如图甲所示，其平面图如图乙所示．
设带电粒子的运动速度为，带电荷量为q，匀强磁场的磁感应强度为B，极板间距离为d，
v
qU
极板间电压为U，根据F＝F，有qvB＝qE＝，得U＝Bdv.
BE
d
根据外电路断开时，电源电动势的大小等于路端电压，故此磁流体发电机的电动势为E电源
＝U＝Bdv.
根据左手定则可判断，正离子向M极板偏转，M极板积聚正离子，电势高，为发电机正极，
N极板积聚负离子，电势低，为发电机负极．
例2(2018·浙江11月选考)磁流体发电的原理如图所示，将一束速度为v的等离子体垂直
于磁场方向喷入磁感应强度为B的匀强磁场中，在相距为d、宽为a、长为b的两平行金属
板间便产生电压．如果把上、下板和电阻R连接，上、下板就是一个直流电源的两极，若
稳定时等离子体在两板间均匀分布，电阻率为ρ，忽略边缘效应，下列判断正确的是()
Bdab
v
A．上板为正极，电流I＝
Rab＋ρd
Bvad2
B．上板为负极，电流I＝
Rad＋ρb
Bdab
v
C．下板为正极，电流I＝
Rab＋ρd
Bad2
v
D．下板为负极，电流I＝
Rad＋ρb
三、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，a、b两点间