名校
1 . 由于受地球信风带和盛行西风带的影响，海洋中一部分海水做定向流动，称为风海流，风海流中蕴藏着巨大的动力资源。因为海水中含有大量的带电离子，这些离子随风海流做定向运动，如果有足够强的磁场能使海流中的正、负离子发生偏转，便可用来发电。如图为一利用风海流发电的磁流体发电机原理示意图，用绝缘材料制成一个横截面为矩形的管道，在管道的上、下两个内表面装有两块金属板
、
，金属板长为
，宽为
，两板间的距离为
。将管道沿风海流方向固定在风海流中，在金属板之间加一水平匀强磁场，磁感应强度大小为
，方向由南向北，用导线将、外侧连接电阻为
的航标灯（图中未画出）。工作时，海水从东向西流过管道，在两金属板之间形成电势差，可以对航标灯供电。设管道内海水的流速处处相同，且速率恒为
，海水的电阻率为
，海水所受摩擦阻力与流速成正比
，
为比例系数。
（1）求磁流体发电机电动势
的大小，并判断、两板哪个板电势较高；
（2）由于管道内海水中有电流通过，求磁场对管道内海水作用力的大小和方向；
（3）求在
时间内磁流体发电机消耗的总机械能。
、，金属板长为，宽为，两板间的距离为。将管道沿风海流方向固定在风海流中，在金属板之间加一水平匀强磁场，磁感应强度大小为，方向由南向北，用导线将、外侧连接电阻为的航标灯（图中未画出）。工作时，海水从东向西流过管道，在两金属板之间形成电势差，可以对航标灯供电。设管道内海水的流速处处相同，且速率恒为，海水的电阻率为，海水所受摩擦阻力与流速成正比，为比例系数。（1）求磁流体发电机电动势
的大小，并判断、两板哪个板电势较高；（2）由于管道内海水中有电流通过，求磁场对管道内海水作用力的大小和方向；
（3）求在
时间内磁流体发电机消耗的总机械能。
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2022-05-01更新
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928次组卷
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6卷引用：2021届河北省张家口市宣化区第一中学高三下学期考前模拟二物理试题
2021届河北省张家口市宣化区第一中学高三下学期考前模拟二物理试题2022届天津市南开区高三下学期一模考试物理试题（已下线）2022年贵州省安顺市“强基计划”模拟测试物理试题（已下线）10 .磁场+带电粒子在磁场中的运动-（2021-2022）年天津地区一模分类汇编（已下线）12.13磁场中的STSE问题-2024年高考物理一轮复习100考点100讲1.4质谱仪与回旋加速器-随堂练习1
名校
2 . 磁流体发电具有结构简单、启动快捷、环保且无需转动机械等优势。如图所示，是正处于研究阶段的磁流体发电机的简易横型图，其发电通道是一个长方体空腔，长、高、宽分别为l、a、b，前后两个侧面是绝缘体，上下两个侧面是电阻可忽略的导体电极，这两个电极通过开关与阻值为R的某种金属直导体
连成闭合电路，整个发电通道处于匀强磁场（磁场方向垂直由长l和高a组成的平面向里）中，磁感应强度的大小为B。高温等离子体保持以不变的速率v水平向右通过发电通道，发电机的等效内阻为r，忽略等离子体的重力、相互作用力及其他因素．当开关闭合后，整个闭合电路中就会产生恒定的电流。
（1）求开关S闭合后，该磁流体发电机的电极间的电压U；
（2）要使等离子体以不变的速率v通过发电通道，必须有推动等离子体在发电通道内前进的作用力．如果不计其他损耗，这个推力的功率
，就应该等于该发电机的总功率
，请证明这个结论；
（3）若以该金属直导体为研究对象，由于电场的作用，金属导体中自由电子定向运动的速率增加，但运动过程中会与导体内几乎不动的离子碰撞从而减速，因此自由电子定向运动的平均速率不随时间变化。设该金属导体的横截面积为S，电阻率为，电子在金属导体中可认为均匀分布，每个电子的电荷量为e，求金属导体中每个电子所受平均阻力f大小。
连成闭合电路，整个发电通道处于匀强磁场（磁场方向垂直由长l和高a组成的平面向里）中，磁感应强度的大小为B。高温等离子体保持以不变的速率v水平向右通过发电通道，发电机的等效内阻为r，忽略等离子体的重力、相互作用力及其他因素．当开关闭合后，整个闭合电路中就会产生恒定的电流。（1）求开关S闭合后，该磁流体发电机的电极间的电压U；
（2）要使等离子体以不变的速率v通过发电通道，必须有推动等离子体在发电通道内前进的作用力．如果不计其他损耗，这个推力的功率
，就应该等于该发电机的总功率，请证明这个结论；（3）若以该金属直导体
为研究对象，由于电场的作用，金属导体中自由电子定向运动的速率增加，但运动过程中会与导体内几乎不动的离子碰撞从而减速，因此自由电子定向运动的平均速率不随时间变化。设该金属导体的横截面积为S，电阻率为，电子在金属导体中可认为均匀分布，每个电子的电荷量为e，求金属导体中每个电子所受平均阻力f大小。
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2022-01-16更新
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784次组卷
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9卷引用：2022届北京汇文中学高三上学期期末物理试题
2022届北京汇文中学高三上学期期末物理试题2016届北京市朝阳区高三上学期期末联考物理卷北京市八一学校2017届高三12月月考物理试题安徽省明光中学2017-2018学年度上学期高三元月月考理综卷物理试题北京市顺义区2018届高三二模物理试题（已下线）2020届北京市高三高考物理押题卷01（已下线）北京市人大附中2021-2022高二（上）期末物理试题（已下线）北京市2021-2022学年高二上学期期末试题汇编：安培力与洛伦兹力北京市第五十七中学2021-2022学年高二下学期期末1+3物理试题
3 . 磁流体发电机是一项新兴技术，如图所示是它的示意图。平行金属板A、B之间的距离为d，极板面积为S，板间的磁场按匀强磁场处理，磁感应强度为B，两极板连接的外电路由阻值为R1，R2的电阻和电容为C的电容器组成，K为电键。将等离子体（即高温下电离的气体，含有大量的正、负带电粒子）以速度v沿垂直于B的方向射入磁场，假设等离子体在两极板间的平均电阻率为ρ，忽略极板和导线的电阻，开始时电键断开。
(1)图中A、B板哪个电势高？
(2)这个发电机的电动势是多大？
(3)电键K闭合后，稳定时，电容器的带电量为多少？
(1)图中A、B板哪个电势高？
(2)这个发电机的电动势是多大？
(3)电键K闭合后，稳定时，电容器的带电量为多少？
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2021-08-11更新
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657次组卷
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5卷引用：北京市东城区2020-2021学年高二下学期期末统一检测物理试题
北京市东城区2020-2021学年高二下学期期末统一检测物理试题（已下线）北京市东城区三年（2020-2022）高二下学期期末物理试题题型分类汇编3-解答题1.4洛伦兹力与现代技术 跟踪训练—粤教版（2019）选择性必修第二册1.3洛伦兹力的应用 同步练习-鲁科版（2019）选择性必修第二册北京市实验学校2023-2024学年高二上学期12月月考物理试卷
4 . 如图所示，是磁流体发电机的简易模型图，其发电通道是一个长方体空腔，长、高、宽分别为l=1m、a=0.5m、b=0.8m，前后两个侧面是绝缘体，上下两个侧面是电阻可忽略的导体电极，整个发电通道处于匀强磁场中，磁感应强度的大小为B=1.5 T，方向垂直纸面向里。等离子体以不变的速率v=2m/s水平向右进入发电通道内，发电机的等效内阻为r=0.3Ω，忽略等离子体的重力、相互作用力。磁流体发电机两个电极通过开关与倾角θ=30o间距d=1m的光滑金属导轨MO、NO′相连，一根质量m1=0.2kg长度d=1m阻值R1=0.3Ω的金属导体棒cd垂直放置在光滑的金属导轨MO、NO′上，金属导轨的末端圆滑连接着光滑绝缘的水平轨道OP、O′Q（足够长），efgh是质量m2=0.3kg、电阻R2=0.6Ω、各边长度均为d=1m的“U”形金属框，eh刚好和金属导轨末端OO′接触良好，开始处于锁定状态。倾斜轨道处于垂直于斜面向下的磁感应强度B1的匀强磁场中，水平轨道间存在竖直向下的磁场（图中未画出），磁感应强度分布规律为B2=0.3xT （x>0，沿OP方向建立x轴，O为坐标原点）。已知开关闭合后，金属棒cd恰能静止在导轨上。求：
（1）磁流体发电机的电动势大小E；
（2）磁感应强度B1的大小；
（3）断开开关后，cd棒在导轨MO、NO′上达到的稳定速度v1；
（4）在第（3）问中，cd棒到达OO′时“U”形金属框被解锁，棒与金属框碰撞并粘连在一起，则金属框最终静止在何处？
（1）磁流体发电机的电动势大小E；
（2）磁感应强度B1的大小；
（3）断开开关后，cd棒在导轨MO、NO′上达到的稳定速度v1；
（4）在第（3）问中，cd棒到达OO′时“U”形金属框被解锁，棒与金属框碰撞并粘连在一起，则金属框最终静止在何处？
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2021-07-08更新
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873次组卷
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2卷引用：浙江省丽水市普通高中2020-2021学年高二下学期期末物理试题
名校
5 . 磁流体发电具有结构简单、启动快捷、环保且无需转动机械等优势。如图所示，是磁流体发电机的简易模型图，其发电通道是一个长方体空腔，高、宽分别为a、b，前后两个侧面是绝缘体，上下两个侧面是电阻可忽略的导体电极，这两个电极通过开关与阻值为R的某种金属直导体MN连成闭合电路，整个发电通道处于匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，方向垂直纸面向里，高温等离子体以不变的速率v水平向右喷入发电通道内，发电机的等效内阻为r，忽略等离子体的重力、相互作用力及其他因素。
（1）求该磁流体发电机的电动势大小E；
（2）当开关闭合后，整个闭合电路中就会产生恒定的电流。要使等离子体以不变的速率v通过发电通道，发电通道左右两端必须存在稳定的压强差△p，如果不计其它损耗，计算这个压强差△P；
（3）若以该金属直导体MN为研究对象，由于电场的作用，金属导体中自由电子定向运动的速率增加，但运动过程中会与导体内不动的粒子碰撞从而减速，因此自由电子定向运动的平均速率不随时间变化。设该金属导体的横截面积为S，电阻率为，电子在金属导体中可认为均匀分布。每个电子的电荷量为e。求金属导体中每个电子所受平均阻力的大小f。
（1）求该磁流体发电机的电动势大小E；
（2）当开关闭合后，整个闭合电路中就会产生恒定的电流。要使等离子体以不变的速率v通过发电通道，发电通道左右两端必须存在稳定的压强差△p，如果不计其它损耗，计算这个压强差△P；
（3）若以该金属直导体MN为研究对象，由于电场的作用，金属导体中自由电子定向运动的速率增加，但运动过程中会与导体内不动的粒子碰撞从而减速，因此自由电子定向运动的平均速率不随时间变化。设该金属导体的横截面积为S，电阻率为
，电子在金属导体中可认为均匀分布。每个电子的电荷量为e。求金属导体中每个电子所受平均阻力的大小f。
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名校
6 . 如图所示，是磁流体动力发电机的工作原理图。一个水平放置的上下、前后封闭的矩形塑料管，其宽度为a，高度为b，其内充满电阻率为的水银，由涡轮机产生的压强差p使得这个流体具有恒定的流速v0.现在在管道的前后两个表面分别安装长为L，高也为b的铜质平板，实际流体的运动非常复杂，为简化起见作如下假设：
a、尽管流体有粘滞性，但整个横截面上的速度均匀；
b、流体受到的阻力总是与速度成正比；
e、导体的电阻：
，其中ρ、l和S分别为导体的电阻率、长度和横截面积；
d、流体不可压缩。
若由铜组成的前后两个侧面外部短路，一个竖直向上的匀强磁场只加在这两个铜面之间的区域，磁感强度为B（如图）。
（1）加磁场后，新的稳定速度为v，求流体受到的安培力；
（2）写出加磁场后流体新的稳定速度v的表达式（用v0、p、L、B、ρ表示）；
（3）加磁场后若要维持流体速度依然为v0，分析并定性画出涡轮机的功率P0随磁感应强度的平方B2变化的图像。
的水银，由涡轮机产生的压强差p使得这个流体具有恒定的流速v0.现在在管道的前后两个表面分别安装长为L，高也为b的铜质平板，实际流体的运动非常复杂，为简化起见作如下假设：a、尽管流体有粘滞性，但整个横截面上的速度均匀；
b、流体受到的阻力总是与速度成正比；
e、导体的电阻：
，其中ρ、l和S分别为导体的电阻率、长度和横截面积；d、流体不可压缩。
若由铜组成的前后两个侧面外部短路，一个竖直向上的匀强磁场只加在这两个铜面之间的区域，磁感强度为B（如图）。
（1）加磁场后，新的稳定速度为v，求流体受到的安培力；
（2）写出加磁场后流体新的稳定速度v的表达式（用v0、p、L、B、ρ表示）；
（3）加磁场后若要维持流体速度依然为v0，分析并定性画出涡轮机的功率P0随磁感应强度的平方B2变化的图像。
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2021-05-30更新
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492次组卷
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2卷引用：2021届北京市海淀区精华学校高三下学期考前模拟物理试题
名校
7 . 如图，绝缘直线形挡板P1P2P3与半径为r的绝缘圆弧形挡板P3P4P5平滑连接并安装在绝缘的水平台面b1b2b3b4上，挡板与台面均固定不动。等离子体发电机金属板AB的间距为a，通过导线分别与电阻R和平行板电容器相连，电容器两极板间的距离为d，电阻R的阻值为2R0是等离子体发电机内阻的2倍，其余电阻不计，等离子体束（即高温下电离的气体，含有大量不计重力的正、负离子）以速度为v的速度在匀强磁场中运动。质量为m的小滑块带负电，电荷量大小始终保持为q，在水平台面上以初速度v0从P1位置出发，沿挡板运动并通过P5位置。若电容器两板间的电场为匀强电场，P1、P2在电场外，间距为l，其间小滑块与台面的动摩擦因数为μ，其余部分的摩擦不计，重力加速度为g；求：
（1）小滑块通过P2位置时的速度大小v1；
（2）电容器两极板间电场强度大小E的取值范围；
（3）磁感应强度B的取值范围。
（1）小滑块通过P2位置时的速度大小v1；
（2）电容器两极板间电场强度大小E的取值范围；
（3）磁感应强度B的取值范围。
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8 . 如图所示是磁流体发电的示意图。平行金属板P、Q 两板相距为d，之间有一个很强的匀强磁场B，将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量带电量为q的正、负带电离子）沿垂直于B的方向射入磁场， P、Q两板间便产生电压。开关闭合前、后，等离子体在管道进、出口两端压强差的作用下， 均以恒定速率v沿图示方向运动。忽略重力及离子间的相互作用力。
（1）图中P、Q板哪一个是电源的正极；
（2）在推导磁流体发电机的电动势时，有多种方法。例如：将发电机内部的等离子体看做长度为d，以速度v切割磁感线的“导体棒”，可得E=Bdv。请你从另外两个角度证明上述结论；
（3）开关闭合，电路稳定后，电源的内阻为r，外电路电阻为R，求两板间某运动的带电离子沿电流方向受到的阻力f。
（1）图中P、Q板哪一个是电源的正极；
（2）在推导磁流体发电机的电动势时，有多种方法。例如：将发电机内部的等离子体看做长度为d，以速度v切割磁感线的“导体棒”，可得E=Bdv。请你从另外两个角度证明上述结论；
（3）开关闭合，电路稳定后，电源的内阻为r，外电路电阻为R，求两板间某运动的带电离子沿电流方向受到的阻力f。
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9 . 磁流体发电机如图所示，高温燃烧室中产生等离子体，经喷管提速后，等离子体以
的速度均匀地进入发电通道。发电通道有方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小
。已知矩形发电通道长
、宽
、高
，等离子体的电阻率
，发电机内阻可等效为纯电阻。若外电阻
，求：
（1）发电机的电动势E和内阻r；
（2）理想电流表的示数I；
（3）发电机的输出功率
。
的速度均匀地进入发电通道。发电通道有方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小。已知矩形发电通道长、宽、高，等离子体的电阻率，发电机内阻可等效为纯电阻。若外电阻，求：（1）发电机的电动势E和内阻r；
（2）理想电流表的示数I；
（3）发电机的输出功率
。
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10 . 磁流体发电机可简化为如下模型：两块长、宽分别为a、b的平行金属板，彼此相距L，板间通入已电离的气流，两板间存在磁感应强度大小为B的匀强磁场，磁场方向与两板平行，并与气流垂直，如图所示，在磁场的作用下，气流中的正、负离子分别向两板移动形成电流，该气流的电阻率为，将两板分别与两根水平放置的光滑金属导轨
、连接，电阻为R的金属棒垂直于导轨放置且接触良好，棒的中点用细绳经光滑定滑轮与质量为m的物体相连，导轨间的距离为d，导轨间存在竖直向下的大小为
的匀强磁场，重力加速度为g，为使物体保持静止，则通入气流的速度v应为多大？（计算结果用题目中所给出的字母表示）
，将两板分别与两根水平放置的光滑金属导轨、连接，电阻为R的金属棒垂直于导轨放置且接触良好，棒的中点用细绳经光滑定滑轮与质量为m的物体相连，导轨间的距离为d，导轨间存在竖直向下的大小为的匀强磁场，重力加速度为g，为使物体保持静止，则通入气流的速度v应为多大？（计算结果用题目中所给出的字母表示）
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