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2023年北京市平谷區(qū)高考物理一模試卷
>
試題詳情
在原子反應(yīng)堆中抽動液態(tài)金屬或在醫(yī)療器械中抽動血液等導(dǎo)電液體時,由于不允許傳動機械部分與這些液體相接觸,常使用一種電磁泵。如圖所示是一種液態(tài)金屬電磁泵的簡化結(jié)構(gòu)示意圖,將裝有液態(tài)金屬、截面為矩形的導(dǎo)管的一部分水平置于勻強磁場中,當(dāng)電流穿過液態(tài)金屬時,液態(tài)金屬即被驅(qū)動。若輸送液態(tài)金屬的管道(用特殊陶瓷材料制成)截面長為a,寬為b(不計管道壁的厚度),正、負(fù)電極板鑲嵌在管道兩側(cè)(兩極板正對且與管內(nèi)液態(tài)金屬良好接觸),電極板長為c,寬為b;正、負(fù)電極板間的液態(tài)金屬恰好處在磁場區(qū)域內(nèi),該磁場的磁感應(yīng)強度為B,方向與導(dǎo)管上、下表面垂直;通過兩電極板間液態(tài)金屬的電流為I;液態(tài)金屬在磁場驅(qū)動力的作用下,在導(dǎo)管中以恒定的速率v流動。已知液態(tài)金屬的電阻率為ρ。
(1)導(dǎo)管截面上由磁場驅(qū)動力所形成的附加壓強是多大?
(2)在Δt時間內(nèi),電流通過兩電極板間液態(tài)金屬所消耗的電能是多少?
(3)推動液態(tài)金屬的驅(qū)動力實際上是通電金屬液柱在磁場中受到的安培力,安培力推動液態(tài)金屬做功,使電能轉(zhuǎn)化為機械能。我們知道,導(dǎo)體中的運動電荷受到的洛倫茲力在宏觀上表現(xiàn)為安培力,而洛倫茲力對運動電荷是不做功的,但是推動液態(tài)金屬的安培力卻做功了,這是為什么?請你對此做出合理的解釋(為了方便,可假設(shè)液態(tài)金屬中的自由電荷為正電荷)。
【考點】
帶電粒子由磁場進入電場中的運動
;
霍爾效應(yīng)與霍爾元件
;
洛倫茲力的概念
.
【答案】
見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59
組卷:111
引用:2
難度:0.3
相似題
1.
如圖甲所示,邊長為L的正方形區(qū)域abcd位于豎直平面內(nèi),ab邊水平。該區(qū)域內(nèi)有周期性變化的勻強電場和勻強磁場,以平行ad向下為電場的正方向,垂直紙面向里為磁場的正方向,電場強度E和磁感應(yīng)強度B隨時間變化的圖像分別如圖乙和圖丙所示,圖中E
0
、B
0
、T均未知。質(zhì)量為m、帶電量為+q的帶電顆粒(可視為質(zhì)點)源源不斷地從ad邊中點O以某一恒定初速度沿水平方向射入電場,若t=0時刻射入電場的顆粒,經(jīng)
T
2
時間后從c點離開電場,t=
T
2
時刻射入電場的顆粒,在電磁場中做勻速圓周運動,t=
T
8
時刻射入電場的顆粒從dc邊射出電磁場時到c點的距離為
7
32
L。顆粒重力不能忽略,不計顆粒之間的相互作用,重力加速度為g。求:
(1)顆粒射入電場時的初速度v
0
大小;
(2)B
0
的大小。
發(fā)布:2024/10/17 0:0:1
組卷:31
引用:1
難度:0.3
解析
2.
如圖所示,在豎直平面內(nèi)建立平面直角坐標(biāo)系xOy,第二象限內(nèi)存在沿y軸負(fù)方向的勻強電場,第三象限內(nèi)存在磁感應(yīng)強度大小為B、方向垂直于坐標(biāo)平面向里的勻強磁場。M、N兩個豎直平行金屬板之間的電壓為U,一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子(不計粒子重力)從靠近N板的S點由靜止開始做加速運動,從電場的右邊界y軸上的A點水平向左垂直于y軸射入電場,經(jīng)x軸上的C點與x軸負(fù)方向成θ=60°角進入磁場,最后從y軸上的D點垂直于y軸射出磁場,求:
(1)A、C兩點間的電勢差U
AC
和粒子在磁場中運動的軌道半徑r;
(2)粒子從A點運動到C點所用時間和從C點運動到D點所用時間的比值。
發(fā)布:2024/10/19 0:0:1
組卷:68
引用:2
難度:0.6
解析
3.
“太空粒子探測器”是安裝在國際空間站上的一種探測宇宙射線的試驗設(shè)備,由加速裝置、偏轉(zhuǎn)裝置和收集裝置三部分組成。其簡化原理圖如圖所示,兩個同心扇形圓弧面PQ、MN之間存在輻射狀的加速電場,方向由內(nèi)弧面指向外弧面,圓心為O,兩弧面間的電勢差為U,右側(cè)邊長為L的正方形邊界abcd內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強磁場,其大小為B(可調(diào)節(jié)),O點為ad邊界的中點,PO、QO與ad邊界的夾角均為30°。假設(shè)太空中質(zhì)量為m、電荷量為e的帶負(fù)電粒子,均能均勻地吸附到外弧面PQ的右側(cè)面上,由靜止經(jīng)電場加速后穿過內(nèi)弧面均從O點進入磁場,不計粒子重力、粒子間的作用力及碰撞,下列說法正確的是( ?。?/h2>
A.粒子到達O點時的速率
v
0
=
2
e
U
m
B.若從O點垂直于ad邊界射入磁場的粒子恰能從c點離開,則
B
=
5
4
L
2
m
U
e
C.若沿PO方向射入磁場的粒子恰好從d點射出磁場,此時
B
=
1
L
2
m
U
e
D.若要求外弧面PQ上所有的粒子均從cd邊射出磁場,則B值的取值范圍為
(
2
+
3
)
2
L
2
m
U
e
<
B
<
2
L
2
m
U
e
發(fā)布:2024/10/26 23:0:1
組卷:74
引用:1
難度:0.7
解析
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