《高考物理一轮复习考点扫描》专题10.7 洛伦兹力的科技应用实例（原卷版）

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2021 年一轮考点扫描微专题

专题 10.7 洛伦兹力的科技应用实例

【考点扫描】........................................................................................................................................................... 1

实例一　质谱仪............................................................................................................................................... 1

实例二　回旋加速器....................................................................................................................................... 1

实例三　速度选择器....................................................................................................................................... 1

实例四　电磁流量计....................................................................................................................................... 2

实例五　霍尔元件........................................................................................................................................... 2

实例六磁流体发电机................................................................................................................................... 2

【典例分析】........................................................................................................................................................... 2

【专题精练】........................................................................................................................................................... 5

【考点扫描】

实例一　质谱仪

装置原理图规律

质谱仪

带电粒子由静止被加速电场加速 qU＝

mv2，在磁场中做匀速圆周运动 qvB＝m，

则比荷＝

实例二　回旋加速器

装置原理图规律

回旋

加速器

交变电流的周期和带电粒子做圆周运动的周

期相同，带电粒子在圆周运动过程中每次经

过D形盒缝隙都会被加速。由 qvB＝m得Ekm

＝

实例三　速度选择器

装置原理图规律

速度

选择器

若qv0B＝Eq，即 v0＝，带电粒子做匀速运动

实例四　电磁流量计

装置原理图规律

电磁

流量计

q＝qvB，所以 v＝，所以 Q＝vS＝π()2＝

实例五　霍尔元件

装置原理图规律

霍尔

元件

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电势差

实例六磁流体发电机

(1)原理：如图所示，等离子体喷入磁场，正、负离子在洛伦兹力的作用下发生偏转而聚集在 B、A板上，

产生电势差，它可以把离子的动能通过磁场转化为电能．

(2)电源正、负极判断：根据左手定则可判断出图中的 B是发电机的正极．

(3)电源电动势 U：设 A、B平行金属板的面积为 S，两极板间的距离为 l，磁场磁感应强度为 B，等离子体

的电阻率为 ρ，喷入气体的速度为 v，板外电阻为 R.当正、负离子所受电场力和洛伦兹力平衡时，两极板间

达到的最大电势差为 U(即电源电动势)，则 q＝qvB，即 U＝Blv.

(4)电源内阻：r＝ρ.

(5)回路电流：I＝.　　

【典例分析】

【例 1】(2019·天津高考)笔记本电脑机身和显示屏对应部位分别有磁体和霍尔元件。当显示屏开启时磁体

远离霍尔元件，电脑正常工作；当显示屏闭合时磁体靠近霍尔元件，屏幕熄灭，电脑进入休眠状态。如图

所示，一块宽为 a、长为 c的矩形半导体霍尔元件，元件内的导电粒子是电荷量为 e的自由电子，通入方向

向右的电流时，电子的定向移动速度为 v。当显示屏闭合时元件处于垂直于上表面、方向向下的匀强磁场

中，于是元件的前、后表面间出现电压 U，以此控制屏幕的熄灭。则元件的(　　)

A．前表面的电势比后表面的低

B．前、后表面间的电压 U与v无关

C．前、后表面间的电压 U与c成正比

D．自由电子受到的洛伦兹力大小为

【例 2】．(2018·全国卷Ⅲ)如图，从离子源产生的甲、乙两种离子，由静止经加速电压 U加速后在纸面内

水平向右运动，自 M点垂直于磁场边界射入匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁场左边界竖直。已知

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