高中物理最基础考点考点磁流体发电机新人教选修

磁流体发电机1．目前世界上正研究的一种新型发电机叫磁流体发电机，如图表示它的发电原理：将一束等离子体(即高温下电离的气体，含有大量带正电和带负电的微粒，而从整体来说呈中性)沿如图所示方向射入磁场，磁场中有两块金属板A、B，这时金属板上就聚集了电荷．在磁极配置如图中所示的情况下，下列说法正确的是( )A．A板带正电B．有电流从b经用电器流向aC．金属板A、B间的电场方向向下D．等离子体发生偏转的原因是离子所受洛伦兹力大于所受静电力2．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，发电机的电动势增小3．磁流体发电是一项新兴技术，它可以把气体的内能直接转化为电能，右图是它的示意图．平行金属板A、B之间有一个很强的匀强磁场，磁感应强度为B，将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）垂直于B的方向喷入磁场，每个离子的速度为v，电荷量大小为q，A、B两板间距为d，稳定时下列说法中正确的是（）A．图中A板是电源的正极B．图中B板是电源的正极C．电源的电动势为BvdD．电源的电动势为Bvq4．磁流体发电是一项新兴技术，它可以把气体的内能直接转化为电能，右图是它的示意图．平行金属板A、B 之间有一个很强的匀强磁场，磁感应强度为B ，将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）垂直于B 的方向喷入磁场，每个离子的速度为v ，电荷量大小为q ，A 、B 两板间距为d ，稳定时下列说法中正确的是（ ）A ．图中A 板是电源的正极B ．图中B 板是电源的正极C ．电源的电动势为BvdD ．电源的电动势为Bvq5．如图，表示磁流体发电机的发电原理：将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量带正电和带负电的微粒，而从整体来说呈中性）沿图中所示方向喷射入磁场，磁场中有两块金属板A 、B ，这时金属板上就聚集了电荷，在磁极配置如图中所示的情况下，下述说法正确的是：（ ）A 、A 板带正电B 、有电流从b 经用电阻流向aC 、金属板A 、B 间的电场方向向下D 、等离子体发生偏转的原因是离子所受电场力大于所受洛伦兹力6．目前世界上正在研究一种新型发电机叫磁流体发电机，它可以把气体的内能直接转化为电能．如图10所示为它的发电原理图．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微粒，从整体上来说呈电中性)喷射入磁感应强度为B 的匀强磁场，磁场中有两块面积S ，相距为d 的平行金属板与外电阻R 相连构成一电路．设气流的速度为v ，气体的电导率(电阻率的倒数)为g ，则流过外电阻R 的电流强度I 及电流方向为()A ．IA→R→B B ．IC ．ID ．I7．磁流体发电是一项新兴技术。

第一章、电场一、电荷：1、自然界中有且只有两种电荷：丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，毛皮摩擦过的橡胶棒带负电。

电荷间的相互作用：同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。

2、电荷守恒定律：电荷既不会创造，也不会消灭，只能从一个物体转移到另一个物体，或从物体的一个部分转移到另一个部分。

“起电”的三种方法：摩擦起电，接触起电，感应起电。

实质都是电子的转移引起：失去电子带正电，得到电子带等量负电。

3、电荷量Q：电荷的多少元电荷：带最小电荷量的电荷。

自然界中所有带电体带的电荷量都是元电荷的整数倍。

密立根油滴实验测出：e=1.6×10—19C。

点电荷：与所研究的空间相比，不计大小与形状的带电体。

库仑定律：真空中两个点电荷之间相互作用的静电力，跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比。

公式：k = 9×109 N·m2/C2二、电场：1、电荷间的作用通过电场产生。

电场是一种客观存在的一种物质。

电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用。

2、电场强度E：放入电场中的电荷所受电场力与它的电荷量q的比。

E=F/q单位：N/C或V/m普通电场场强点电荷周围电场场强匀强电场场强公式E=F/q E=U/d方向与正电荷受电场力方向相同与负电荷受电场力方向相反沿半径方向背离+Q沿半径方向指向—Q由“+Q”指向“—Q”大小电场线越密，场强越大各处场强一样大3、电场线：形象描述场强大小与方向的线，实际上不存在。

疏密表示场强大小，切线方向表示场强方向。

一率从“+Q”指向“—Q”。

正试探电荷在电场中受电场力顺电场线，负电荷在电场中受电场力逆电场线。

电场线的轨迹不一定是带电粒子在电场中运动的轨迹。

只有电场线为直线，带电粒子初速度为零时，两条轨迹才重合。

任意两根电场线都不相交。

4、静电平衡时的导体净电荷只分布在外表面上，内部合场强处处为零。

导体是一个等势体。

三、电势与电势能：1、电势差U：将电荷q从电场中的一点A移至B点时，电场力对电荷所做的功W AB与电2rQqkF=2rQkE=荷q 的比。

高三物理选修三知识点一、电磁感应电磁感应是指导体中的电流受到磁场影响而产生感应电动势的现象。

电磁感应的重要性在于它是电动机、发电机等电磁设备的基础。

根据法拉第电磁感应定律，当磁场的磁通量发生变化时，导体中就会产生感应电动势。

电磁感应的表达式为：ε = -dΦ/dt其中，ε代表感应电动势，Φ代表磁场的磁通量，t代表时间。

根据右手定则，可以确定感应电动势的方向。

二、电磁波电磁波是一种能量的传播形式，在自然界中广泛存在。

电磁波的特点是既有电场，又有磁场，并且它们垂直于传播方向。

根据波长的不同，电磁波可以分为无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等不同频段。

其中，可见光是人眼所能感知的电磁波。

电磁波的传播速度为光速，即3×10^8 m/s。

三、核物理核物理是研究原子核内部结构和核反应等现象的科学。

核物理的基本概念包括质子、中子、原子核和核反应等。

质子和中子是构成原子核的基本粒子，质子带正电，中子不带电。

原子核由质子和中子组成，其中质子数目决定了元素的化学性质，中子数目决定了同位素的性质。

核反应是指在原子核内部发生的转变，常见的核反应包括裂变和聚变。

在裂变反应中，重核分裂为两个中等质量的核，并释放大量能量。

聚变反应是两个轻核融合形成一个较重的核，也释放出巨大的能量。

聚变反应是太阳和恒星的能量来源，但目前人类尚未实现可控的聚变反应。

总结：高三物理选修三的主要知识点包括电磁感应、电磁波和核物理。

电磁感应是指导体中的电流受到磁场影响而产生感应电动势的现象。

电磁波是一种能量的传播形式，具有电场和磁场的特性。

核物理是研究原子核结构和核反应的科学，涉及质子、中子、原子核等概念。

掌握这些知识点有助于理解电磁设备和核能的应用。

高三物理复习：磁场考点例析〔一〕人教版【本讲教育信息】一. 教学内容：磁场考点例析〔一〕本章讨论了描述磁场的两个根本物理量——磁感应强度和磁通量。

引入了描述磁场的物理模型——磁感线。

在此根底上重点研究了磁场对电流的作用和磁场对运动电荷的作用。

其中磁感强度和磁通量是电磁学的根本概念，应深刻理解；载流导体在磁场的平衡和加速、带电粒子在磁场中的圆周运动等内容应熟练掌握；典型磁场的磁感线分布是解决有关问题的关键，应加强这方面的训练。

历年高考对本章知识的考查覆盖面大，几乎每个知识点都考查到。

特别是左手定如此和带电粒子在磁场中的运动更是两个命题频率最高的知识点。

题目难度大，对考生的空间想象能力、物理过程和运动规律的综合分析能力都要求较高。

其中不仅考查对安培力的理解，而且考查能将它和其它力放在一起，去综合分析和解决复杂问题的能力；而带电粒子在磁场中的运动考查能否正确解决包括洛仑兹力在内的复杂综合性力学问题，是考查综合能力的特点。

试题题型全面，综合性试题难度为中等偏上。

预计今后的题目更趋于综合能力考查。

并结合力学构成综合试题来考查分析问题的能力和用数学方法解决问题的能力。

〔一〕夯实根底知识1. 磁场〔1〕磁体和电流周围，运动电荷周围存在的一种特殊物质，叫磁场。

〔2〕磁场的方向：规定在磁场中任一点小磁针N 极受力方向，就是该点磁场的方向〔或者说自由小磁针静止时，N 极的指向即为该处磁场的方向〕。

〔3〕磁感线：在磁场中画一系列曲线，使曲线上任意点的切线方向都跟该点磁场方向一致，这一系列曲线即为磁感线。

磁感线的疏密程度表示磁场的强弱。

要记住永久磁体——条形磁铁、蹄形磁铁的磁感线分布情况。

在磁体外部磁感线是从N 极到S 极，在磁体内部磁感线又从S 极回到N 极；因此，磁感线是不相交、不中断的闭合曲线。

〔4〕电流的磁场——安培定如此〔右手螺旋定如此〕直线电流的磁场、环形电流的磁场、通电螺线管的磁场方向都是由安培定如此来判定。

考点22 磁场磁场(选修3-1第三章：磁场的第一节磁现象和磁场)★★○○○1、磁现象：（1）磁性：能够吸引铁质物体的性质。

（2）磁极：磁性最强的区域，磁体的两端就是两个磁极，我们把能够自由转运的磁体静止时指南的磁极叫做南极（S极），指北的磁极叫做北极（N极）。

2、电流的磁效应：1820年7月，丹麦物理学家奥斯特发现了通电导体周围的小磁针会发生偏转，如下图所示，说明电流存在磁效应。

3、磁场：磁体或者通电导体周围存在的一种看不到的物质，磁极间的相互作用是通过磁场发生的。

（1）磁场基本特性：磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有磁场力的作用．（2）磁场方向：小磁针的N极所受磁场力的方向，或自由小磁针静止时北极的指向．1、磁极间的相互作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。

2、磁场虽然看不见、模不到，但是它是实际存在的一种物质。

3、磁场分为匀强磁场和非匀强磁场，磁性都相同的磁场叫做匀强磁场。

4、磁极与增极间有相互作用力，通电导线与通电导线间也有相互作用力。

例：下列关于磁场的说法中正确的是( )A．磁场和电场一样，是客观存在的特殊物质B．磁场是为了解释磁体间相互作用而人为规定的C．磁体与磁体间是直接发生作用的D．磁场只有在磁体与磁体、磁体与通电导线发生作用时才产生【答案】A1、（多选）关于磁场下列说法正确的是 ( )A. 其基本性质是对处于其中的磁极和电流有力的作用B. 磁场是看不见摸不着，实际不存在而是人们假想出来的一种物质C. 磁场是客观存在的一种特殊的物质D. 磁场的存在与否决定于人的思想，想其有则有，想其无则无【答案】AC【精细解读】磁场的基本性质是对处于其中的磁极和电流有力的作用，选项A正确；磁场是看不见摸不着，但是是实际存在的一种物质，选项B错误；磁场是客观存在的一种特殊的物质，与人的思想无关，选项C正确，D错误；故选AC.2、（福建省惠安惠南中学2017-2018学年高二10月月考）铁棒A两端均能吸引小磁针，铁棒B能排斥小磁针。

高二复习提纲之第三章 磁场1、磁体能够吸引铁、钴、镍等铁质物质。

磁体上磁性最强的区域叫做磁极，每个磁体都有两个磁极N 极和S 极。

N 极：能够自由转动的磁体悬吊静止时，指北的磁极叫N 极。

S 极：能够自由转动的磁体悬吊静止时，指南的磁极叫S 极。

同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引。

2、磁场（1）存在：磁场是存在于磁体或通电导线周围空间的一种物质。

（2）性质：对放入其中的磁体或电流有力的作用。

（3）磁场的方向：小磁针北极的受力方向小磁针静止时北极所指的方向 磁感线的切线方向 （4）磁感应强度（B 矢量）：磁感应强度是描述磁场性质（强弱,方向）的物理量。

大小：ILFB = （电流的方向必须与磁感线方向垂直）方向：就是磁场的方向单位：特斯拉，简称特；符号：T 。

mA NT ⋅=11磁感强度是由磁场本身决定的，与电流无关，当电流方向与磁感线方向平行时，受力为零，但磁感应强度不为零。

（5）磁感线：为了形象的描述磁场而人为的在磁场中画磁感线。

磁感线的性质：1、磁感线上每一点的切线都与该点的磁场方向一致。

2、在磁体的外部，磁感线从N 极到S 极在磁体的内部，磁感线从S 极到N 极（磁感线是闭合的）3、磁感线不能相交。

4、磁感线密的地方磁场强，疏的地方磁场弱。

（6）磁通量：（Φ，标量）意义：垂直穿过某平面的磁感线的条数。

大小：⊥=ΦBS （⊥S 是平面与磁感线垂直的投影面面积） 单位：韦伯，简称韦；符号Wb 。

2m 1T 1Wb ⋅=磁通量是标量，没有方向，但有正负。

从某一面穿入为正则从该面穿出为负。

由⊥Φ=S B ，磁感应强度等于穿过单位面积的磁通量，所以B 也叫磁通密度。

3、地磁场（1）地球是一个巨大的磁体，地球周围空间存在着地磁场。

（正是因为有地磁场，小磁针才能指明南北方向，即是指南针，N 极指北，S 极指南） （2）地磁的南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近。

（存在磁偏角，沈括首个描述）（3）地球上的地磁场方向：南极正上方——竖直向上；北极正上方——竖直向下 赤道正上方——水平向北；北半球——北下方；南半球——北上方 4、电流的磁效应：电流能产生磁场。

高中物理质谱仪和磁流体发电机易错题知识点及练习题一、高中物理解题方法：质谱仪和磁流体发电机1．质谱仪是分析同位素的重要工具，其原理简图如图所示。

容器A 中有电荷量均为+q 、质量不同的两种粒子，它们从小孔S 1不断飘入电压为U 的加速电场（不计粒子的初速度），并沿直线从小孔S 2（S 1与S 2连线与磁场边界垂直）进入磁感应强度大小为B 、方向垂直纸面向外的匀强磁场，最后打在照相底片D 上，形成a 、b 两条“质谱线”。

已知打在a 处粒子的质量为m 。

不计粒子重力及粒子间的相互作用。

（1）求打在a 处的粒子刚进入磁场时的速率v ； （2）求S 2距a 处的距离x a ；（3）若S 2距b 处的距离为x b ，且x b =2a x ，求打在b 处粒子的质量m b （用m 表示）。

【答案】(1)2qUv m=22a mU x B q =m b =2m【解析】 【详解】（1）粒子经过电压为U 的电场，由动能定理有2102qU m =-v ①可得2qUv m=（2）粒子通过孔S 2进入匀强磁场B 做匀速圆周运动，有2a v qvB m r = ②2a a x r = ③联立①②③式可得22a mUx B q=④（3）同（2）可得22b b m Ux B q=⑤联立④⑤式并代入已知条件可得m b =2m2．带电粒子的电荷量与质量之比（qm）叫做比荷。

比荷的测定对研究带电粒子的组成和结构具有重大意义。

利用质谱仪可以测量带电粒子的比荷。

如图所示为一种质谱仪的原理示意图。

某带电粒子从容器A 下方的小孔飘入加速电场（其初速度可视为零），之后自O 点沿着与磁场边界垂直的方向进入匀强磁场中，最后打到照相底片上的P 点。

忽略重力的影响。

当加速电场的电势差为U ，匀强磁场的磁感应强度为B 时，O 点与P 点间的距离为L 。

（1）请你说该带电粒子带正电还是带负电。

（2）求该带电粒子的比荷。

【答案】(1)正电 (2) 228q U m B L= 【解析】 【详解】（1）根据粒子在磁场中的运动轨迹，结合左手定则可知粒子带正电。

考点30 磁流体发电机磁流体发电机(选修3-1第三章：磁场的第五节运动电荷在磁场中受到的力)★★★○○○1、磁流体发电机：能够把高温气体中大量的正、负带电粒子通过磁场后分开，从而形成一个直流电源的装置。

2、构造：如图所示，左右是磁极，上下是两个电极板，形成的直流电对外输出。

3、原理：当高温等离子体进入磁场，由于等离子体是由大量的正、负带电粒子组成的，所以这些粒子会在磁场中会受到洛伦兹力，由左手定则可以判断出，带正电的粒子受到的洛伦兹力向下，带负电的粒子受到的洛伦兹力向上，故B极板就是电源的正极，A极板就是电源的负极，从而可以对外供电。

当电源BA两极板对外供电稳定后，设两极板间的电压为U，极板间距为d，磁场的磁感应强度为B，则带电粒子再进入磁场后就不再发生偏转，而直接匀速直线运动射出，此进离子受平衡力的作用，即粒子受到电场力等于洛伦兹力；故E q=Bqv，也就是Udq=Bqv，则磁流体发电机的电动势为U=Bvd。

1、电磁流量计：测量管道中液体流量的装置。

（1）结构：如图所示是电磁流量计的示意图，在非磁性材料做成的圆管道外加一匀强磁场区域，当管中的导电液体流过此磁场区域时，测出管壁上的ab两点间的电动势 ，就可以知道管中液体的流量Q ——单位时间内流过液体的体积（sm/3）。

已知管的直径为D，磁感应强度为B。

（2）原理：a ，b 两点的电势差是由于带电粒子受到洛伦兹力在管壁的上下两侧堆积电荷产生的。

到一定程度后上下两侧堆积的电荷不再增多，a ，b 两点的电势差达到稳定值ε，此时，洛伦兹力和电场力平衡：qE qvB =，D E ε=，DB v ε=，圆管的横截面积241D S π=故流量BD Sv Q 4πε==。

（3）注意的问题：①流量计是带电粒子在复合场中的运动，但原先只有磁场，电场是自行形成的，在分析其他问题时，要注意这类情况的出现。

②联系宏观量I 和微观量的电流表达式nevS I =是一个很有用的公式。

高三专题复习：磁流体发电机的原理及应用一、考点精讲磁流体发电机，又叫等离子发电机，是根据电磁感应原理，用导电流体，例如空气或液体，与磁场相对运动而发电的一种设备。

磁流体发电，是将带电的流体(离子气体或液体)以极高的速度喷射到磁场中去，利用磁场对带电的流体产生的作用，从而发出电来。

下面简单介绍一下磁流体发电机的原理和理想模型电动势、电功率推导。

如图所示，在外磁场中的载流导体除受安培力之外，还会在与电流、外磁场垂直的方向上出现电荷分离，而产生电势差或电场，称其为霍尔效应。

若载流导体为导电的流体粒子，以很高的速度射入磁场，就可在两极板间产生电动势。

从微观角度来说，当一束速度是v 的粒子进入磁场强度为B 的磁场一段时间后，粒子所受的电场力和洛伦兹力相等BvE Bvq Eq == 这时，粒子进入磁场后不再发生偏转，它所产生的电动势Bvd Ed ==ε这样就形成了磁流体发电机的原型。

利用下图进行理想模型电动势、电功率的推导。

我们可以将运动的粒子可看成一根根切割磁力线的导电棒，根据法拉第电磁感应定律，会在棒两端产生动生电动势，如下图所示：+ BE磁流体发电机示意图v——为了方便求解，假设0v 在运动过程中不变，其中p F 是外界的推力，A F 是安培力。

()22202020200max 0r R R d v B r R R v F p rR d v B F F I rR d Bv r R I R dKqBv I p KqI dBv BIdF F L L L L p L A p L L L A p +=+=+==<+=+=======饱和饱和饱和时，当外接电阻是εεε所以利用磁流体发电，只要加快带电流体的喷射速度，增加磁场强度，就能提高发电机的功率。

二、例题精讲例1：25、（20分）由于受地球信风带和盛西风带的影响，在海洋中形成一种河流称为海流。

海流中蕴藏着巨大的动力资源。

据统计，世界大洋中所有海洋的发电能力达109 kW 。