專題72速度選擇器質(zhì)譜儀回旋加速器

磁流體發(fā)電機(jī)電磁流量計霍爾效應(yīng)

考點一速度選擇器(1-3T)

考點二質(zhì)譜儀(4-7T)

考點三回旋加速器(8-13T)

考點四磁流體發(fā)電機(jī)(14-17T)

考點五電磁流量計(18-21T)

考點六霍爾效應(yīng)(22-27T)

考點一速度選擇器

1.工作原理：平行板中勻強(qiáng)電場E和勻強(qiáng)磁場5互相垂直。有如圖甲、乙兩種方向組合，帶電粒子沿

直線勻速通過速度選擇器時有"5=*可得：片?

++++

X××X

X、×、,X,,X

++++

甲乙

2.速度選擇器的特點

(1)只能選擇粒子的速度，不能選擇粒子的電性、電荷量、質(zhì)量。

(2)具有單向性：在圖甲、乙中粒子只有從左側(cè)射入才可能做勻速直線運動，從右側(cè)射入則不能。

1.(2022?廣東?模擬預(yù)測)如圖所示，M、N為速度選擇器的上、下兩個帶電極板，兩極板間有勻強(qiáng)電場

和勻強(qiáng)磁場。勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小為反方向由M板指向N板，勻強(qiáng)磁場的方向垂直紙面向里。速度選擇器

左右兩側(cè)各有一個小孔只。，連線PQ與兩極板平行。某種帶電微粒以速度〃從一孔沿PQ連線射入速度選擇

器，從?？咨涑觥２挥嬑⒘Ｖ亓?，下列判斷正確的是()

A.帶電微粒一定帶正電

B.勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為5

C.若將該種帶電微粒以速率r從0孔沿QP連線射入，不能從P孔射出

I）.若將該帶電微粒以2。的速度從P孔沿PQ連線射入后將做類平拋運動

2.（2021?福建）一對平行金屬板中存在勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場，其中電場的方向與金屬板垂直，磁場的方

向與金屬板平行且垂直紙面向里，如圖所示。一質(zhì)子（；H）以速度%自。點沿中軸線射入，恰沿中軸線做

勻速直線運動。下列粒子分別自。點沿中軸線射入，能夠做勻速直線運動的是（）（所有粒子均不考

慮重力的影響）

A.以速度5的射入的正電子（；e）B.以速度％射入的電子（_呢）

C.以速度2%射入的核（；H）D.以速度4%射入的a粒子（：He）

3.（2022?北京海淀?二模）如圖甲所示，板長均為3d的兩平行金屬板P和。之間有相互垂直的勻強(qiáng)電

場和勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為6,磁場的方向垂直紙面向里，電場方向垂直金屬板向下，兩板間距為

2d。有一帶正電粒子以速度北從兩板間中點。沿垂直電場和磁場的方向射入，恰好能沿中心線。?！鲋本€

運動。不計粒子所受到的重力以及平行板的邊緣效應(yīng)。

（1）求電場強(qiáng)度日

（2）如圖乙所示，僅撤去磁場，帶電粒子仍以速度為從。點沿中心線00'垂直電場射入，恰好能從0板的

右邊緣飛出。

a.求帶電粒子的比荷里；

m

b.以。點為坐標(biāo)原點，。?！较驗閄軸正方向，垂直于金屬板向下為y軸正方向，建立平面直角坐標(biāo)系,

寫出帶電粒子在電場中運動的軌跡方程。

QQ

甲乙

考點二質(zhì)譜儀

如圖

工作原理

①加速電場：qU=^mv?,

2

②偏轉(zhuǎn)磁場：qv4,,l=2r；

由I、IF通才向■殂1C阿Z”少q2U

由以上兩式可得：r=方m=』G=左。

4.（2022?山東?泰安一中模擬預(yù)測）（多選）如圖甲所示，質(zhì)譜儀是分離和檢測不同同位素的儀器，即

根據(jù)帶電粒子在磁場中能夠偏轉(zhuǎn)的原理，按物質(zhì)原子、分子或分子碎片的質(zhì)量差異進(jìn)行分離和檢測物質(zhì)組

成的一類儀器。用質(zhì)譜儀測量氫元素的同位素，讓氫元素的三種同位素氣、氣、瓶的離子流從容器A下方

的小孔無初速度飄入電勢差為〃的加速電場，加速后垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為8的勻強(qiáng)磁場，最后打在

照相底片。上，形成%從C三條質(zhì)譜線，如圖乙所示。不計粒子受到的重力以及粒子間的相互作用。下列

說法正確的是（）

甲乙

A.在進(jìn)入磁場時，氣的動能最大B.笈在磁場中運動的時間最長

C.僦在磁場中運動的時間最長D.a質(zhì)譜線對應(yīng)氫元素的泉

5.（2022?寧德高三質(zhì)檢）如圖所示，一個靜止的質(zhì)量為原電荷量為。的粒子（不計重力），經(jīng)電壓〃加速后

垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為6的勻強(qiáng)磁場，粒子在磁場中轉(zhuǎn)半個圓周后打在？點，測出8距離為X,下列X一〃

圖像可能正確的是（）

6.（2023?全國?高三專題練習(xí)）下圖是某質(zhì)譜儀的工作原理示意圖，該質(zhì)譜儀由粒子源（未畫出）、加

速電場、靜電分析器和磁分析器組成。己知靜電分析器的四分之一圓弧通道半徑為總通道內(nèi)有一方向均指

向圓心。的均勻輻向電場，且與圓心。等距的各點電場強(qiáng)度大小相等；磁分析器中有垂直紙面向外的勻強(qiáng)

磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為6,圖為膠片?，F(xiàn)位于Zl處的粒子源發(fā)出電量相等、質(zhì)量不等、速率不等的帶電粒子，

經(jīng)加速電壓〃加速后沿圖中圓弧虛線通過靜電分析器，離開尸點后進(jìn)入磁分析器，最終打在膠片上的某點。

不計粒子的重力，下列判斷正確的是（）

B.從P點進(jìn)入磁場的粒子動量一定相等

C.打到膠片上同一點的粒子質(zhì)量一定相等D.打到膠片上的位置距離尸點越遠(yuǎn)，粒子比荷越大

7.（2022?遼寧大連?二模）某種質(zhì)譜儀由離子源、加速電場、靜電分析器、磁分析器、收集器幾部分構(gòu)

成，如圖所示。加速電場的電壓為〃；靜電分析器中有沿半徑方向的電場，通道中心線版V是半徑為"的圓

??；磁分析器中分布著方向垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場，其左邊界與靜電分析器的右邊界平行。由離子源發(fā)出

一個質(zhì)量為以電荷量為g的正離子（初速度為零，重力不計），經(jīng)加速電場加速后進(jìn)入靜電分析器，沿中

心線加V做勻速圓周運動，而后由尸點垂直于磁分析器的左邊界進(jìn)入磁分析器中，經(jīng)過四分之一圓周從0點

射出，并進(jìn)入收集器。已知0點與磁分析器左邊界的距離為兒求:

(1)離子離開加速電場時的速度,的大小;

(2)靜電分析器中,肺處電場強(qiáng)度E的大小;

(3)磁分析器中磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度6的大小和方向。

囤離子源

考點三回旋加速器

如圖,

接交流電源

1.工作原理

①交流電周期和粒子做圓周運動的周期相等；

②使粒子每經(jīng)過一次D形盒縫隙，粒子被加速一次。

2.最大動能

①由qvmB—；、尻=50常聯(lián)立解得及;

②粒子獲得的最大動能由磁感應(yīng)強(qiáng)度6和D形盒半徑A決定，與加速電壓無關(guān)。

3.粒子在磁場中運動的總時間

粒子在磁場中運動一個周期，被電場加速兩次，每次增加動能qU,加速次數(shù)則粒子在磁場中

---gun73E尾2n必KBF

汪動的總時間t=^T=而?節(jié)=下廠。

8.（2022?河北冀州中學(xué)模擬預(yù)測）如圖所示為回旋加速器的示意圖。兩個靠得很近的D形金屬盒處在與

盒面垂直的勻強(qiáng)磁場中，一質(zhì)子從加速器的A處開始加速。已知D型盒的半徑為R,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,

高頻交變電源的電壓為從頻率為￡質(zhì)子質(zhì)量為如電荷量為。。下列說法錯誤的是（）

A.質(zhì)子的最大速度不超過2τrRfB.質(zhì)子的最大動能為喏！

C.質(zhì)子的最大動能與電壓〃無關(guān)D.只增大磁感應(yīng)強(qiáng)度5,可減小質(zhì)子的最大動能

9.（2022?北京市首都師范大學(xué)附屬中學(xué)模擬）勞倫斯和利文斯設(shè)計出回旋加速器，工作原理示意圖如圖所

示.置于高真空中的D形金屬盒半徑為此兩盒間的狹縫很小，帶電粒子穿過的時間可忽略.磁感應(yīng)強(qiáng)度為

8的勻強(qiáng)磁場與盒面垂直，高頻交流電頻率為￡加速電壓為〃若/處粒子源產(chǎn)生的質(zhì)子質(zhì)量為以電荷量

為+（7,在加速器中被加速，且加速過程中不考慮相對論效應(yīng)和重力的影響.則下列說法正確的是（）

?.質(zhì)子被加速后的最大速度不可能超過2"依

B.質(zhì)子離開回旋加速器時的最大動能與加速電壓〃成正比

C.質(zhì)子第2次和第1次經(jīng)過兩D形盒間狹縫后軌道半徑之比為1：√2

D.不改變磁感應(yīng)強(qiáng)度8和交流電頻率￡該回旋加速器也能加速α粒子

10.（2022?陜西寶雞?三模）（多選）回旋加速器是用來加速帶電粒子的裝置。它的核心部分是兩個相距

很近的D形金屬盒，其兩端與高頻交流電源相連，在兩盒間的狹縫中形成周期性變化的勻強(qiáng)電場，且兩盒

處于垂直于盒底面的勻強(qiáng)磁場中。若用此裝置分別對笊核（汨）和瓶核（汨）加速，則下列說法正確的是

A.回旋加速器加速的次數(shù)越多，原子核獲得的最大動能越大

B.D形盒間的交變電壓越大，原子核獲得的最大動能越大

C.加速笊核和氟核的交流電源周期之比為2:3

D.笊核和瓶核獲得的最大動能之比為3:2

11.（2022?河北?模擬預(yù)測）（多選）同步加速器原理可簡化為如圖所示，兩塊靠的很近的平行金屬板，

中間開有小孔，板之間加有恒定的電壓心質(zhì)量為以電荷量為+q的粒子從小孔飄入板間，初速度可視為零。

被電場加速后垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場中，在磁場作用下做半徑為火的圓周運動，經(jīng)電場多次加速，動能不斷增

大。忽略金屬板之間的距離和內(nèi)部磁場，不計粒子加速時間及其做圓周運動產(chǎn)生的電磁輻射，不考慮磁場

變化對粒子速度的影響及相對論效應(yīng)，不計粒子的重力。下列說法正確的是（）

×××××××

×

×

×

×

×

A.粒子第一次通過金屬板和第二次通過金屬板在磁場中做圓周運動的半徑之比為L√Σ

B.粒子第一次通過金屬板和第二次通過金屬板在磁場中做圓周運動的半徑之比為1：2

C.粒子第一次通過金屬板和第二次通過金屬板在磁場中做圓周運動的周期之比為1：2

D.粒子第一次通過金屬板和第二次通過金屬板在磁場中做圓周運動的周期之比為1：1

12.（2023?全國?高三專題練習(xí)）回旋加速器的工作原理如圖甲所示，置于真空中的D形金屬盒的半徑

為尼兩盒間狹縫的寬度為&磁感應(yīng)強(qiáng)度為8的勻強(qiáng)磁場與盒面垂直。被加速的粒子質(zhì)量為以，電荷量為

+q,加在狹縫間的電壓的變化規(guī)律如圖乙所示，電壓為4,周期T=當(dāng)o一束該種粒子在OW時間內(nèi)從4

qB2

處飄入狹縫，其初速度視為零。現(xiàn)考慮粒子在狹縫中的運動時間，假設(shè)能夠出射的粒子每次經(jīng)過狹縫均做

勻加速運動，不考慮粒子間的相互作用。求粒子從飄入狹縫至動能剛好達(dá)到最大值房所需的總時間to.

13.（2022?北京東城?三模）當(dāng)今醫(yī)學(xué)成像診斷設(shè)備/ET/CT堪稱“現(xiàn)代醫(yī)學(xué)高科技之冠”，它在醫(yī)療診

斷中，常利用能放射電子的同位素碳11作為示蹤原子，碳11是由小型回旋加速器輸出的高速質(zhì)子轟擊氮

14獲得的。加速質(zhì)子的回旋加速器如圖甲所示。D形盒裝在真空容器中，兩D形盒內(nèi)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)

度為8,兩D形盒間的交變電壓的大小為心若在左側(cè)Dl盒圓心處放有粒子源S不斷產(chǎn)生質(zhì)子，質(zhì)子質(zhì)量為

nι,電荷量為°。假設(shè)質(zhì)子從粒子源S進(jìn)入加速電場時的初速度不計，不計質(zhì)子所受重力，忽略相對論效應(yīng)。

已知質(zhì)子最大回旋半徑為此求：

（1）所加交流電源的頻率￡

（2）粒子加速后獲得的最大動能Ekπ,;

（3）要把質(zhì)子從加速器中引出，可以采用靜電偏轉(zhuǎn)法。引出器原理如圖乙所示，一對圓弧形金屬板組成弧

形引出通道，內(nèi)、外側(cè)圓弧形金屬板分別為兩同心圓的一部分，圓心位于O點。內(nèi)側(cè)圓弧的半徑為r°,外

側(cè)圓弧的半徑為r0+d。在內(nèi)、外金屬板間加直流電壓，忽略邊緣效應(yīng)，兩板間產(chǎn)生徑向電場，該電場可以

等效為放置在?！幍狞c電荷0在兩圓弧之間區(qū)域產(chǎn)生的電場，該區(qū)域內(nèi)某點的電勢可表示為W=∕c^（r為

該點到圓心?！c的距離）。質(zhì)子從M點進(jìn)入圓弧形通道，質(zhì)子在D形盒中運動的最大半徑"對應(yīng)的圓周,

與圓弧形通道正中央的圓弧相切于"點。若質(zhì)子從圓弧通道外側(cè)邊緣的N點射出，則質(zhì)子射出時的動能Ek是

多少？要改變質(zhì)子從圓弧通道中射出時的位置，可以采取哪些辦法？

考點四磁流體發(fā)電機(jī)

如圖

1.工作原理：如圖所示，等離子體（高溫下電離的氣體，含有大量正、負(fù)帶電粒子）噴入磁場，正、負(fù)離

子在洛倫茲力的作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)而聚集在6、4板上，產(chǎn)生電勢差，它可以把離子的動能通過磁場轉(zhuǎn)化為電

能.

2.發(fā)電機(jī)的電動勢：當(dāng)發(fā)電機(jī)外電路斷路時，正、負(fù)離子所受靜電力和洛倫茲力平衡時，兩極板間達(dá)到的

最大電勢差〃即電源電動勢，則*=q田,即歸出外

3.等離子體的電阻相當(dāng)于電源內(nèi)阻r,根據(jù)電阻定律，電源內(nèi)阻：r=fij.

4.根據(jù)閉合電路歐姆定律，回路電流：∕=τ?

14.（2022?全國?高三專題練習(xí)）如圖所示為磁流體發(fā)電機(jī)的原理圖：將一束等離子體（帶有等量正、

負(fù)電荷的高速粒子流）噴射入磁場，在磁場中有兩塊金屬板A、B,這時金屬板上就會聚集電荷，兩板間就

會產(chǎn)生電壓，如果射入的等離子體速度為h兩金屬板間距離為&板平面的面積為S,勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)

強(qiáng)度為反方向垂直于速度方向，負(fù)載電阻為上當(dāng)發(fā)電機(jī)穩(wěn)定發(fā)電時電動勢為笈電流表示數(shù)為1,下列

說法正確的是（）

C.板間等離子體的電阻率I竿-R）

D.其它條件一定時，S越大，發(fā)電機(jī)的電動勢￡越大

15.（2021?河北）如圖，距離為d的兩平行金屬板只O之間有一勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為4,一束

速度大小為/的等離子體垂直于磁場噴入板間，相距為Z的兩光滑平行金屬導(dǎo)軌固定在與導(dǎo)軌平面垂直的

勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為層，導(dǎo)軌平面與水平面夾角為兩導(dǎo)軌分別與只0相連，質(zhì)量為以電

阻為Λ1的金屬棒而垂直導(dǎo)軌放置，恰好靜止，重力加速度為&不計導(dǎo)軌電阻、板間電阻和等離子體中的

粒子重力，下列說法正確的是（）

mgRSine

A.導(dǎo)軌處磁場的方向垂直導(dǎo)軌平面向上,

BlB2Ld

mgRs?nθ

B.導(dǎo)軌處磁場的方向垂直導(dǎo)軌平面向下,

Bβ1Ld

mgRtanΘ

C.導(dǎo)軌處磁場的方向垂直導(dǎo)軌平面向上,

BiB2Ld

_mgRtanθ

D.導(dǎo)軌處磁場的方向垂直導(dǎo)軌平面向下,

BxB2Ld

16.（2023?全國?高三專題練習(xí)）（多選）如圖所示為磁流體發(fā)電機(jī)工作原理圖。發(fā)電通道是個中空長方

體，前后兩個側(cè)面是絕緣體，上下兩個側(cè)面是電阻可忽略的平行金屬板，其間加有平行金屬板面向里的勻

強(qiáng)磁場，兩金屬板與量程足夠大的滑動變阻器A）相連，將氣體加熱到使之高度電離，形成等離子體，等離

子體以速度/平行于兩邊噴入兩板間，這時兩板上就會聚集電荷而產(chǎn)生電壓，這就是磁流體發(fā)電機(jī)與一般

發(fā)電機(jī)的不同之處，它可以直接把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為電能。已知發(fā)電通道長，高、寬分別為八a、b,磁感應(yīng)強(qiáng)度

大小為反當(dāng)滑動變阻器彳的阻值為RO時，發(fā)電機(jī)的輸出功率達(dá)到最大。下列判斷正確的是（）

A.發(fā)電機(jī)上極板為正極

B.等離子體的電阻率大小為處

a

C.兩極板間電壓大小為Baf

D.電源輸出功率最大時，電源效率也最大

17.（2022?北京?高三專題練習(xí)）物理現(xiàn)象的分析常常有宏觀與微觀兩個視角，建構(gòu)合理化模型找出其

內(nèi)在聯(lián)系，有助于更加深刻理解其物理本質(zhì)。某同學(xué)受磁流體發(fā)電機(jī)的啟發(fā)，設(shè)計了一種新型發(fā)電裝置。

如圖所示，將發(fā)電裝置、開關(guān)、導(dǎo)線與電阻組成一個電路，這種新型發(fā)電裝置可視為直流電源。從微觀角

度看，兩面積足夠大的平行金屬極板A、C間有一個垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度為6的勻強(qiáng)磁場，將一束帶

正電的離子流以速度「沿垂直于6的方向噴入磁場，帶正電的離子在洛倫滋力作用下向A極板偏轉(zhuǎn)，由于

靜電感應(yīng)在C極板上感應(yīng)出等量的負(fù)電荷。宏觀上A、C兩板間產(chǎn)生電勢差，可為阻值為A的外電阻供電。

已知每個離子的質(zhì)量均為小電荷量為+q,單位時間內(nèi)沿垂直極板方向上單位長度噴射的正離子個數(shù)為n,

A、C兩板間距為d,且d大于駕?忽略離子的重力及離子間的相互作用力。

qB

（1）只閉合開關(guān)Sl外電路短路，求短路電流乙；

（2）只閉合開關(guān)S2,電路中電流穩(wěn)定后，若單位時間內(nèi)打在極板A上的離子數(shù)為M請寫出N與A的關(guān)系

C

考點五電磁流量計

1.流量（0：單位時間流過導(dǎo)管某一截面的液體的體積.

2.工作原理：如圖所示，

XXXX×

---X

AA

XXX×XX

7

^

XX-X-鏟X-×

圓柱形導(dǎo)管直徑為"，用非磁性材料制成，其中有可以導(dǎo)電的液體向右流動.導(dǎo)電液體中的正、負(fù)離子

向右運動時在洛倫茲力作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)，使a處積累正電荷，。處積累負(fù)電荷，從而在a、6間出現(xiàn)電勢差，

血＞06當(dāng)自由電荷所受靜電力和洛倫茲力平衡，a、6間的電勢差（。達(dá)到最大時有亭qg可得TJ

則導(dǎo)電液體的流量gSr=苧?白嘿

4DQt±D

18.（2022?北京?模擬預(yù)測）如圖所示，將非磁性材料制成的圓管置于勻強(qiáng)磁場中，當(dāng)含有大量正負(fù)離

子的導(dǎo)電液體從管中由左向右流過磁場區(qū)域時，測得管兩側(cè)以N兩點之間有電勢差心忽略離子重力影響，

則（）

BX×√×

N

XXXX

A.M點的電勢與N點相等B.N點的電勢高于"點

C.管中導(dǎo)電液體的流速越大，業(yè)N兩點之間的電勢差「越大

1）.管中導(dǎo)電液體的離子濃度越大，以4兩點之間的電勢差〃越大

19.（2023?全國?高三專題練習(xí)）（多選）安裝在排污管道上的流量計可以測量排污流量Q,流量為單位時

間內(nèi)流過管道橫截面的流體的體積，如圖所示為流量計的示意圖。左右兩端開口的長方體絕緣管道的長、

寬、高分別為a、尻c,所在空間有垂直于前后表面、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為5的勻強(qiáng)磁場，在上、下兩個面的

內(nèi)側(cè)固定有金屬板秋N,污水充滿管道從左向右勻速流動，測得機(jī)M訶電勢差為〃，污水流過管道時受到

的阻力大小/=H/,a是比例系數(shù)，/為管道長度，y為污水的流速。則（）

A.電壓〃與污水中離子濃度無關(guān)B.污水的流量Q=等

D

_kaU2

C.金屬板M的電勢低于金屬板N的電勢D.左、右兩側(cè)管口的壓強(qiáng)差A(yù)P

bB2c2

20.（2022?遼寧沈陽?二模）為監(jiān)測某化工廠污水排放情況，技術(shù)人員在該廠排污管末端安裝了如圖甲

所示的長方體電磁流量計，長、寬、高分別為a=20cm,6FlOcm,左右兩端開口，與排污管道聯(lián)通。該裝

置上下底面為絕緣體，并在垂直于底面的方向加一豎直向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度於0?2T°前后兩個側(cè)

面為導(dǎo)體，分別固定兩個電極K兒當(dāng)含有正負(fù)離子的污水從左向右流經(jīng)該裝置時，材、A，兩電極間將產(chǎn)生

電勢差幾

（1）若使用多用電表的電壓擋測量以A'電極間的電勢差，則與圖甲中也相連的應(yīng)是多用電表的—

色表筆（選填“紅”或“黑”）：

（2）某次測量時，選用多用電表IOmV量程的直流電壓擋，表盤示數(shù)如圖乙所示，則秋N電極間的電勢差

U=mV：

（3）若多用電表使用直流電壓擋時，可近似視為理想電壓表，則根據(jù)（2）中測得的電壓值，可估算出污

水的速度為m/s（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）；

（4）現(xiàn)把多用電表的換擋開關(guān)旋至量程適當(dāng)?shù)闹绷麟娏鲹?，把紅黑表筆正確接至秋M兩個電極，測得電

流值為∕=20μA,此時多用電表的內(nèi)阻r=10Q。由此可估算出污水的電阻率P=Q?m（結(jié)

果保留兩位有效數(shù)字）。

21.（2022?江蘇?揚州中學(xué)模擬預(yù)測）安裝在排污管道上的流量計可以測量排污流量Q,流量為單位時間

內(nèi)流過管道橫截面的流體的體積，如圖所示為流量計的示意圖。左右兩端開口的長方體絕緣管道的長、寬、

高分別為a、b,c,所在空間有垂直于前后表面、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為8的勻強(qiáng)磁場，在上、下兩個面的內(nèi)側(cè)

固定有金屬板M、N,污水充滿管道從左向右勻速流動，測得M、N間電勢差為心若污水流過管道時受到的

阻力大小規(guī)律為公立是比例系數(shù)（已知），人為管道長度（計算時應(yīng)代入實際長度），y為污水的流

速。試求：

（1）污水的流量Q,并判斷金屬板M、N的電勢高低；

（2）左、右兩側(cè)管口的壓強(qiáng)差A(yù)p。

考點六霍爾效應(yīng)

1.高為方、寬為d的導(dǎo)體（自由電荷是電子或正電荷）置于勻強(qiáng)磁場6中，當(dāng)電流通過導(dǎo)體時，在導(dǎo)體

的上表面4和下表面H之間產(chǎn)生電勢差，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)，此電壓稱為霍爾電壓.

2.上、下表面電勢高低的分析方法：確定形成電流的電荷的電性一確定形成電流的電荷的運動方向一

判斷形成電流的電荷受到洛倫茲力的方向f根據(jù)上、下表面電荷的正負(fù)判斷電勢高低.

3.霍爾電壓的計算：導(dǎo)體中的自由電荷（電荷量為°）在洛倫茲力作用下偏轉(zhuǎn)，A,H間出現(xiàn)電勢差,

當(dāng)自由電荷所受電場力和洛倫茲力平衡時，AH間的電勢差〃就保持穩(wěn)定，由qv4*I=nqvS,S=

hd，聯(lián)立得歸備鳥竟潸為霍爾系數(shù)。

22.（2022?河北衡水?二模）隨著生產(chǎn)技術(shù)的成熟，打印機(jī)、掃描儀、復(fù)印機(jī)成為了我們的生活中必不

可少的工具?；魻栐鳛槠渲械闹匾骷S富了這些辦公設(shè)備的功能，使它們變得更智能更方便。如

圖所示是金屬導(dǎo)體材質(zhì)的霍爾元件工作原理示意圖，磁場方向垂直霍爾元件工作面向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,

霍爾元件寬為d（M、N間距離），厚為力（圖中上下面間距離），當(dāng)通以圖示方向的電流/時，用電壓表測

得導(dǎo)體左、右表面間穩(wěn)定的電壓為U,已知自由電子的電荷量大小為e,則（）

A.N板電勢比M板高

B.導(dǎo)體單位體積內(nèi)自由電子數(shù)越多，電壓表的示數(shù)越大

c.導(dǎo)體中自由電子定向移動的速度為V=M

D.導(dǎo)體單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)為々

23.（2022?重慶?三模）（多選）霍爾式轉(zhuǎn)速傳感器是利用霍爾效應(yīng)把位移信號轉(zhuǎn)換成電信號的傳感器,

霍爾元件是其中的核心部件。如圖所示，一塊長為a,寬為6,厚度為d的矩形霍爾元件，元件內(nèi)的導(dǎo)電粒

子是電量為e的自由電子，元件中通有大小為/、方向向右的電流，電子定向移動速度大小為％單位體積

內(nèi)的自由電子數(shù)為當(dāng)元件處于垂直于上下表面向上、大小為6的勻強(qiáng)磁場中，則前后表面間會產(chǎn)生霍爾

電壓U。則（）

A.前表面的電勢比后表面的高B.電流/=neuαb

C.霍爾電壓UD.電子所受洛倫茲力的大小為當(dāng)

nedb

24.（2022?江蘇?模擬預(yù)測）（多選）如圖所示，絕緣容器內(nèi)部為長方體空腔，容器內(nèi)盛有NaCl的水溶液，

容器上下端裝有伯電極力和C,置于與容器表面垂直的勻強(qiáng)磁場中，電鍵/閉合前容器兩側(cè)八。兩管中液

面等高，閉合電健后

A.M處氯離子濃度大于N