磁场中的几种模型
磁学中的磁力线分布模型分析
磁学中的磁力线分布模型分析磁力线是描述磁场分布的一种图形化表示方式。
在磁学中，磁力线分布模型是研究磁场特性的重要工具。
通过分析不同模型的磁力线分布，我们可以深入了解磁场的性质和相互作用。
本文将对几种常见的磁力线分布模型进行分析。
首先，我们来讨论一维磁力线分布模型。
一维磁力线分布模型是最简单的情况，通常用于研究线性磁场。
在这种模型中，磁力线是直线，其分布均匀且方向一致。
这种模型适用于一些简单的磁场，如长直导线产生的磁场。
通过分析一维磁力线分布模型，我们可以了解磁场的强度和方向。
接下来，我们来讨论二维磁力线分布模型。
二维磁力线分布模型是一种常见的研究对象，适用于平面磁场。
在这种模型中，磁力线是曲线，其分布形状多样。
例如，当磁场由一个点磁荷产生时，磁力线呈放射状分布。
当磁场由两个磁荷产生时，磁力线呈闭合曲线分布。
通过分析二维磁力线分布模型，我们可以研究磁场的强度、方向和形状。
此外，还有三维磁力线分布模型。
三维磁力线分布模型是最复杂的情况，适用于空间磁场。
在这种模型中，磁力线是曲线或曲面，其分布更加复杂。
例如，当磁场由一个长直导线产生时，磁力线呈圆柱面分布。
当磁场由一个螺线管产生时，磁力线呈螺旋状分布。
通过分析三维磁力线分布模型，我们可以研究磁场的强度、方向和形状的更多特性。
除了以上几种常见的磁力线分布模型，还有一些特殊的情况需要进行分析。
例如，当磁场存在磁铁或磁体时，磁力线分布呈现出特定的形状。
当磁场存在于不同介质中时，磁力线分布也会发生变化。
通过对这些特殊情况的分析，我们可以深入了解磁场的相互作用和应用。
磁力线分布模型的分析不仅可以帮助我们理解磁场的性质，还可以应用于实际问题的解决。
例如，在电磁感应中，通过分析磁力线分布模型，我们可以预测感应电流的方向和大小。
在磁共振成像中，通过分析磁力线分布模型，我们可以确定磁共振信号的来源和强度。
通过磁力线分布模型的分析，我们可以更好地理解和应用磁场的知识。
总之，磁力线分布模型是研究磁场特性的重要工具。
磁场中的旋转圆、放缩圆、平移圆、磁聚焦模型(解析版)
磁场中的旋转圆、放缩圆、平移圆、磁聚焦模型特训目标特训内容目标1旋转圆模型(1T-4T)目标2放缩圆模型(5T-8T)目标3平移圆模型(9T-12T)目标4磁聚焦模型(13T-16T)【特训典例】一、旋转圆模型1如图所示，在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中有一粒子源，粒子源从O点在纸面内同时向各个方向均匀地发射带正电的粒子，其速率为v、质量为m、电荷量为q。
PQ是在纸面内垂直磁场放置的厚度不计的挡板，挡板的P端与O点的连线与挡板垂直，距离为8mv5qB。
设打在挡板上的粒子全部被吸收，磁场区域足够大，不计带电粒子间的相互作用及重力，sin37°=0.6，cos37°=0.8。
则()A.若挡板长度为4mv5qB，则打在板上的粒子数最多B.若挡板足够长，则打在板上的粒子在磁场中运动的最短时间为127πm180qBC.若挡板足够长，则打在板上的粒子在磁场中运动的最长时间为πmqBD.若挡板足够长，则打在挡板上的粒子占所有粒子的14【答案】D【详解】A．设带电粒子的质量为m，带电量为q，粒子在磁场中受到的洛伦兹力提供做圆周运动的向心力。
设粒子做圆周运动的半径为r。
则有qvB=m v2r解得r=mvqB能打到挡板上的最远的粒子如图；由几何关系可知，挡板长度L=(2r)2-d2=6mv5qB选项A错误；BC．由以上分析知，当粒子恰好从左侧打在P点时，时间最短，如图轨迹1所示，由几何关系得粒子转过的圆心角为θ1=106°；对应的时间为t min=θ12πT=106°360°2πmqB=53πm90qB当粒子从右侧恰好打在P点时，时间最长，如图轨迹2所示，由几何关系得粒子转过的圆心角为θ2=254°对应的时间为t max=θ22πT=254°360°⋅2πmqB=127πm90qB选项BC 错误；D ．如图所示，能打到屏上的粒子，在发射角在与x 轴成37°到127°范围内90°角的范围内的粒子，则打在挡板上的粒子占所有粒子的14，选项D 正确。
磁场基本模型课件
磁力线的密度可以表示磁场的强度，磁力线 越密集，磁场强度越大。
分子电流模型
分子电流模型认为磁场是由物质内部 微观粒子的运动产生的。
分子电流模型还可以解释电磁感应现 象，即变化的磁场可以产生电场。
分子电流模型可以解释永磁体的磁性 来源，认为永磁体内部存在固定的分 子电流，这些分子电流产生的磁场就 是永磁体的磁性。
磁场的影响因素
磁场的影响因素
磁场受到多种因素的影响，如磁体的材料、大小、形状，电流的大小和方向，以及温度等。这些因素都会影响磁场的强度和 分布。
05
磁场测量技术
磁通门技术
磁通门技术是一种测量磁场的方法，利用铁 磁材料的磁化特性来测量磁场。
磁通门技术的基本原理是利用铁磁材料在磁 场中的磁化特性，通过测量磁通量变化来推
磁场的特点
磁场具有方向性
磁场中任一点都有确定的磁场方向，即磁场 是有方向的矢量场。
磁场具有空间性
磁场是存在于一定空间范围内的物质场，其 分布状态与磁体或电流的位置和状态有关。
磁场具有能量性
磁场具有能量，其能量与磁场强弱和分布状 态有关。
磁场的作用
1 2
磁场对磁体或电流产生力的作用
这是磁场的基本作用，也是磁场最直接的表现形 式。
超导量子干涉器件技术
01
超导量子干涉器件技术是一种 利用超导材料的量子干涉效应 来测量磁场的方法。
02
超导量子干涉器件技术具有高 灵敏度、高分辨率和低噪声等 优点，广泛应用于物理、化学 和生物等领域。
03
超导量子干涉器件技术的基本 原理是利用超导材料的量子干 涉效应，通过测量干涉信号的 变化来推算磁场强度。
磁场安全标准与防护措施
安全标准
各国政府和国际组织制定了磁场安全标准，限制了各种设备 和装置产生的磁场强度。
地磁场模型
地磁场模型
地磁场模型
一、什么是地磁场
地磁场是一种由地球内部发出的电磁场，它可以影响我们的太阳能电池板、太阳能发电机、空中飞行和其他电子设备的功能。
地磁场的强弱，可以用强弱的指数来表示，被称为地磁强度。
二、地磁场模型
地磁场模型是一种描述地磁场特性的模型，它可以用于计算地磁场的大小和方向，也可以用来预测地磁场的变化。
常用的地磁场模型有WMM（世界地磁模型）、EMM（美国地磁模型）和GMM（全球地磁模型）等。
一般来说，地磁场模型首先根据实测地磁强度和实测地磁变化率，利用多项式拟合进行近似拟合，以构建地磁场模型，生成地磁场数据库，最后根据数据库和用户定义的参数，对地磁场进行模拟。
三、地磁场模型的应用
地磁场模型可以用来评估太阳能电池板的辐照度、太阳能发电机的发电量、空中飞行的风险以及电子设备的功能。
它也可以用于研究地磁场演变趋势，以及地层变化与地磁场强度的关系。
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电磁感应中的常见模型
电磁感应中的常见模型一、单杆模型1．如图水平放置的光滑平行轨道左端与一电容器C 相连，导体棒ab 的 电阻为R ，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中，开始时导体棒ab 向右做匀速运动；若由于外力作用使棒的速度突然变为零，则下列结论的有（ BD )A ．此后ab 棒将先加速后减速B ．ab 棒的速度将逐渐增大到某一数值C ．电容C 带电量将逐渐减小到零D ．此后磁场力将对ab 棒做正功 2．如图两个粗细不同的铜导线，各绕制一单匝矩形线框，线框面积相等，让线框平面与磁感线方向垂直,从磁场外同一高度开始同时下落，则（ A )A ．两线框同时落地B ．粗线框先着地C ．细线框先着地D ．线框下落过程中损失的机械能相同3．如图所示，在竖直向上磁感强度为B 的匀强磁场中，放置着一个宽度为L 的金属框架，框架的右端接有电阻R 。
一根质量为m ，电阻忽略不计的金属棒受到外力冲击后，以速度v 沿框架向左运动。
已知棒与框架间的摩擦系数为μ，在整个运动过程中，通过电阻R 的电量为q ，求：(设框架足够长）(1)棒运动的最大距离; (2)电阻R 上产生的热量。
答案:(1）S=qR /BL 。
（2）Q =mv 2/2—μmgqR /BL 。
4．如图固定在水平桌面上的金属框cdef 处在竖直向下的匀强磁场中,金属棒ab 搁在框架上可无摩擦地滑动,此时构成一个边长为L 的正方形，棒的电阻为r ,其余部分电阻不计,开始时磁感应强度为B⑴若从t =0时刻起,磁感应强度均匀增加，每秒增量为k ，同时保持棒静止，求棒中的感应电流，在图上标出感应电流的方向；⑵在上述情况中，始终保持静止,当t =t 1s 末时需加的垂直于棒的水平拉力为多大？⑶若从t =0时刻起，磁感应强度逐渐减小，当棒以恒定速度v 向右做匀速运动时，可使棒中不产生感应电流,则磁感应强度应怎样随时间变化（写出B 与t 的关系式)？答案:r kL 2 b →a,（B+kt 1）r kL 3，vtL BL + 5．如图电容为C 的电容器与竖直放置的金属导轨EFGH 相连,一起置于垂直纸面向里，磁感应强度为B 的匀强磁场中，金属棒ab 因受约束被垂直固定于金属导轨上，且金属棒ab 的质量为m 、电阻为R ，金属导轨的宽度为L ,现解除约束让金属棒ab 从静止开始沿导轨下滑，不计金属棒与金属导轨间的摩擦,求金属棒下落的加速度．答案:222L B C m mg + d a ce bf B 0B Cab B6．如图，电动机用轻绳牵引一根原来静止的长l =1m,质量m =0.1kg 的导体棒AB ，导体棒的电阻R =1Ω，导体棒与竖直“∏”型金属框架有良好的接触，框架处在图示方向的磁感应强度为B =1T 的匀强磁场中，且足够长，已知在电动机牵引导体棒时，电路中的电流表和电压表的读数分别稳定在I=1A 和U =10V ，电动机自身内阻r =1Ω，不计框架电阻及一切摩擦,取g=10m/s 2，求：导体棒到达的稳定速度？答案：4.5m/s二、双杆1．如图所示，两金属杆ab 和cd 长均为L ，电阻均为R ，质量分别为M 和m 。
磁场中几种基本模型的分析
分子电流模型在解释物质的磁性方面有 重要作用，如铁磁性、反铁磁性等。
通过分子电流模型，科学家们可以更好 地理解物质的微观结构和性质，从而为 材料科学、化学等领域提供理论支持。
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详细描述
磁偶极子模型适用于描述长距离的磁场分布，例如地球磁场和某些磁性材料中 的磁场。在磁偶极子模型中，磁场线从南极出发，绕过中心点，回到北极。
电流环模型
总结词
电流环模型是描述电流在闭合环路中 产生的磁场的一种模型。
详细描述
电流环模型适用于描述电流在导线或 导电介质中产生的磁场。在电流环模 型中，磁场线环绕着电流环路，其方 向与电流方向符合右手定则。
磁单极子模型在理论物理学中具有重要地位，是研究量子磁场和磁学的重要工具。
分子电流模型的物理意义
分子电流模型描述了物质内部微观粒 子（如电子、质子）在运动时产生的 磁场。
分子电流模型在磁学和材料科学中具 有广泛应用，如磁性材料、磁记录和 磁共振成像等。
它揭示了物质与磁场之间的相互作用 关系，即物质的磁性。
磁单极子模型
总结词
磁单极子模型是磁场中一种理想化的模型，它只包含一个磁南极或一个磁北极。
详细描述
磁单极子模型适用于描述某些特殊情况下的磁场分布，例如磁性材料中的局部磁 化区域。在磁单极子模型中，磁场线从一个极点出发，终止于另一个极点。
分子电流模型
总结词
分子电流模型是描述物质内部微观粒子（如电子、原子核） 运动产生的磁场的一种模型。
详细描述
分子电流模型适用于解释物质内部的磁场分布和相互作用。 在分子电流模型中，物质内部的微观粒子运动产生微弱的磁 场，这些磁场相互作用形成宏观尺度的磁场。
专题20 磁场中的旋转圆、放缩圆、平移圆、磁聚焦模型(原卷版)
2023年高三物理二轮常见模型与方法强化专训专练专题20 磁场中的旋转圆、放缩圆、平移圆、磁聚焦模型【特训典例】一、旋转圆模型1．如图所示，空间存在垂直纸面向外的匀强磁场（图中未画出），一放射源P位于足够大的绝缘板AB上方，放射性物质为23892U，发生α衰变后，放出α射线，23490Th留在放射源中，P到AB的距离为d，在纸面内向各个方向发射速率均为v的α粒子，不考虑粒子间的相互作用和α粒子的重力。
已知α粒子做圆周运动的半径也为d，则（）A．核反应方程为23892U→23490Th＋42HeB．板上能被α粒子打到的区域长度是2dC．α粒子到达板上的最长时间为3 2 d v πD．α粒子到达板上的最短时间为2d vπ2．如图所示，在边长为L的等边三角形区域ABC内存在着垂直纸面的匀强磁场（未画出），磁感应强度大小为B=，大量质量为m、带电荷量为q的粒子从BC边中点O沿不同的方向垂直于磁场以速率v0射入该磁场区域，不计粒子重力，则下列说法正确的是（）ABC．对于从AB和ACD．对于从AB和AC3．如图所示，半径为R的圆形区域内有一垂直纸面向里的匀强磁场，P为磁场边界上的一点，大量质量为m，电荷量为q的带正电的粒子，在纸面内沿各个方向以速率v从P点射入磁场，这些粒子射出磁场时的位置均位于PQ圆弧上且Q点为最远点。
已知PQ圆弧长等于磁场边界周长的四分之一，不计粒子重力和粒子间的相互作用，则（）A．这些粒子做圆周运动的半径rBCD．该圆形磁场中有粒子经过的区域面积为22342RRπ-4．如图所示，长为a 宽为b 的矩形区域内（包括边界）有磁感应强度为B 的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，O 点有一粒子源，某时刻粒子源向磁场所在区域与磁场垂直的平面内所有方向发射大量质量为m 电量为q 的带正电的粒子，粒子的速度大小相同，粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为T ，最先从磁场上边界射出的粒子经历的时间为12T ，最后从磁场中飞出的粒子经历的时间为4T ，不计重力和粒子之间的相互作用，则（ ）A ．粒子速度大小为Bqb mB ．粒子做圆周运动的半径为3bC ．a 的长度为1)bD ．最后从磁场中飞出的粒子一定从上边界的中点飞出二、放缩圆模型5．如图所示，一个边长为l 的正六边形abedef 的区域内有匀强磁场，匀强磁场的磁感应强度大小为B 、方向垂直于纸面向外。
高中磁学中的几大模型
高中磁学中的几大模型一、安培环路定律模型安培环路定律是描述电流产生磁场的规律。
根据安培环路定律，电流所产生的磁场的方向可以通过右手定则确定。
右手定则是指将右手握成拳头，拇指指向电流的方向，其他四指所指的方向即为磁场线的方向。
安培环路定律模型可以帮助我们理解电流对磁场的影响。
当电流通过导线时，会形成一个环绕导线的磁场。
这个磁场的方向与导线的方向和电流的方向有关。
通过安培环路定律模型，我们可以方便地确定磁场的方向，进而研究电流产生的磁场对其他物体的影响。
二、洛伦兹力模型洛伦兹力是指带电粒子在磁场中受到的力。
洛伦兹力的大小和方向可以通过洛伦兹力模型来确定。
根据洛伦兹力模型，带电粒子在磁场中受到的力的大小与电荷的大小、电流的大小以及磁场的强度有关。
洛伦兹力模型可以帮助我们理解磁场对带电粒子的作用。
当带电粒子穿过磁场时，会受到洛伦兹力的作用，从而产生偏转运动。
通过洛伦兹力模型，我们可以研究带电粒子在磁场中的受力情况，进一步理解磁场对带电粒子的影响。
三、法拉第电磁感应模型法拉第电磁感应原理是指导线中的磁通量发生变化时，导线中会产生感应电动势。
根据法拉第电磁感应模型，当导线中的磁通量发生变化时，导线两端会产生电压，从而产生感应电流。
法拉第电磁感应模型可以帮助我们理解磁场对电流的感应作用。
当导线与磁场相互运动时，由于磁通量的变化，导线中会产生感应电流。
通过法拉第电磁感应模型，我们可以研究磁场对导线的感应作用，进一步理解磁场对电流的影响。
四、电磁感应模型电磁感应是指导线中的电流变化时，导线周围会产生磁场。
根据电磁感应模型，当导线中的电流发生变化时，导线周围会产生磁场，其方向可以通过右手定则确定。
电磁感应模型可以帮助我们理解电流对磁场的感应作用。
当导线中的电流发生变化时，会产生磁场。
通过电磁感应模型，我们可以研究电流变化对磁场的影响，进一步理解电流对磁场的作用。
高中磁学中的几大模型包括安培环路定律模型、洛伦兹力模型、法拉第电磁感应模型和电磁感应模型。
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磁场中的几个仪器一、质谱仪1、如图是测量带电粒子质量的仪器工作原理示意图。
设法使某有机化合物的气态分子导入图中所示的容器A中，使它受到电子束轰击，失去一个电子变成正一价的分子离子。
分子离子从狭缝s1以很小的速度进入电压为U的加速电场区（初速不计），加速后，再通过狭缝s2、s3射入磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于磁场区的界面PQ。
最后，分子离子打到感光片上，形成垂直于纸面而且平行于狭缝s3的细线。
若测得细线到狭缝s3的距离为d，导出分子离子的质量m的表达式。
2、如图为质谱仪原理示意图，电荷量为q、质量为m的带正电的粒子从静止开始经过电势差为U的加速电场后进入粒子速度选择器。
选择器中存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，匀强电场的场强为E、方向水平向右。
已知带电粒子能够沿直线穿过速度选择器，从G点垂直MN进入偏转磁场，该偏转磁场是一个以直线MN为边界、方向垂直纸面向外的匀强磁场。
带电粒子经偏转磁场后，最终到达照相底片的H点。
可测量出G、H间的距离为L。
带电粒子的重力可忽略不计。
求：（1）粒子从加速电场射出时速度v的大小。
（2）粒子速度选择器中匀强磁场的磁感应强度B1的大小和方向。
（3）偏转磁场的磁感应强度B2的大小。
3、如图所示是某种质谱仪的原理示意图，它由加速电场、静电分析器和磁分析器等组成，若静电分析器通道的半径为R，均匀辐向电场的场强为E，磁分析器中有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B，忽略重力的影响，试问：（1）为了使位于A处电量为q、质量为m的离子，从静止开始经加速电场加速后沿图中虚线通过静电分析器，加速电场的电压U应为多大？（2）离子由P点进入磁分析器后，最终打在感光胶片上的Q点，该点距入射点P有多远？若有一群离子从静止开始通过该质谱仪后落在同一点Q，则该群离子具有什么共同特征？4、一种称为" 质量分析器" 的装置如图所示,A表示发射带电粒子的离子源,发射的粒子在加速管B中加速,获得一定速率后于C 处进人圆形细弯管(四分之一圈弧), 在磁场力作用下发生偏转, 然后进入漂移管道D, 若粒子质量不同或电荷量不同或速率不同, 在一定磁场中的偏转程度也不同。
如果给定偏转管道中心轴线的半径、磁场的磁感应强度、粒子的电荷量和速率,则只有一定质量的粒子能从漂移管道D 中引出。
已知带有正电荷q=1.6×10-19C 的磷离子, 质量为m=51.1×10-27Kg, 初速率可认为是零, 经加速管B 加速后速率为U =7.9×105m/s,求(保留一位有效数字)(1) 加速管B两端的加速电压应为多大?(2) 若圆形弯管中心轴线的半径R=0.28m, 为了使磷离子能从漂移管道引出, 则在图中虚线正方形区域内应加磁感应强为多大的匀强磁场?二、加速器5、串列加速器是用来产生高能离子的装置。
图中虚线框内为其主体的原理示意图，其中加速管中的中部b处有很高的正电势U，a、c两端均有电极接地（电势为零）。
现将速度很低的负一价碳离子从a端输入，当离子到达b处时，可被设在b处的特殊装置将其电子剥离，成为正n价正离子，而不改变其速度大小，这些正n价碳离子从c端飞出后进入一与其速度方向垂直的、磁感强度为B的匀强磁场中，在磁场中做半径为R的圆周运动。
已知碳离子的质量m=2×10-20kg，U=7.5×10-5V，B=0.5T，n=2,基元电荷e=1.6×10-19C，求R.6、N个长度逐渐增大的金属圆筒和一个靶，它们沿轴线排列成一串，如图3所示（图中画出五、六个圆筒，作为示意图）.各筒和靶相间地连接到频率为 ，最大电压值为u的正弦交流电源的两端.整个装置放在高真空容器中，圆筒的两底面中心开有小孔.现有一电量为q，质量为m的正离子沿轴线射入圆筒，并将在圆筒间及靶间的缝隙处受到电场力的作用而加速（设圆筒内部没有电场）.缝隙的宽度很小，离子穿缝隙的时间可以不计，已知离子进入第一个圆筒左端的速度为v1，且此时第一、二两个圆筒间的电势差为u1-u2=-u.为使打在靶上的离子获得最大能量，各个圆筒的长度应满足什么条件？并求出在这种情况下打到靶子上的离子的能量.7、已知回旋加速器中D形盒内匀强磁场的磁感应强度B＝1.5 T，D形盒的半径为R＝60 cm，两盒间隙d＝1.0 cm，两盒间电压U＝2.0×104 V，今将α粒子从近于间隙中心某点向D形盒内以近似于零的初速度，垂直于半径的方向射入，求粒子在加速器内运行的时间（不忽略电场中的时间）．三、霍尔模型的应用（一）霍尔模型8、如图所示，厚度为h、宽为d的导体板放在垂直于它的磁感应强度为B的均匀磁场中，当电流通过导体板时，在导体板的上侧面A和下侧面A′之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应。
实验表明，当磁场不太强时电势差U，电流I和B的关系为U=kIB/d，式中的比例系数k称为霍尔系数。
霍尔效应可解释如下：外部磁场的洛伦兹力使运动的电子聚集在导体板的一侧，在导体板的另一侧出现多余的正电荷，从而形成横向电场，横向电场对电子施加与洛伦兹力方向相反的静电力，当静电力与洛伦兹力达到平衡时，导体板上下两侧之间就会形成稳定的电势差。
设电流I是由电子定向流动形成的，电子的平均定向速度为v，电量为e，回答下列问题：（1）达到稳定状态时，导体板上侧面Ａ的电势下侧面Ａ的电势（填高于、低于或等于）。
（2）电子所受的洛伦兹力的大小为。
（3）当导体板上下两侧之间的电势差为U时，电子所受的静电力的大小为．（4）由静电力和洛伦兹力平衡的条件，证明霍尔系数K=1/ne ，其中n 代表导体板单位体积中电子的个数。
9、一种半导体材料称为“霍尔材料”，用它制成的元件称为“霍尔元件”，这种材料有可定向移动的电荷，称为“载流子”，每个载流子的电荷量大小为1元电荷，即C 106.119-⨯=q ，霍尔元件在自动检测、控制领域得到广泛应用，如录像机中用来测量录像磁鼓的转速、电梯中用来检测电梯门是否关闭以自动控制升降电动机的电源的通断等．在一次实验中，一块霍尔材料制成的薄片宽m 100.12-⨯=ab 、长m 100.42-⨯=bc 、厚m 100.13-⨯=h ，水平放置在竖直向上的磁感强度B ＝2.0T 的匀强磁场中，bc 方向通有A 0.3=I 的电流，如图所示，由于磁场的作用，稳定后，在沿宽度方向上产生1×10-5V 的横向电压．（1）假定载流子是电子，a 、b 两端中哪端电势较高？ （2）薄板中形成电流I 的载流子定向运动的速率多大？ （3）这块霍尔材料中单位体积内的载流子个数为多少？10、1879年美国物理学家霍尔在研究载流导体在磁场中受力性质时，发现了一种前所未知的电磁效应：若将通电导体置于磁场中，磁感应强度B 垂直于电流I 方向，如图所示，则在导体中垂直于电流和磁场的方向会产生一个横向电势差UH ，称其为霍尔电势差，根据这一效应，在测出霍尔电势差U Ｈ、导体宽度d 、厚度b 、电流I 及该导体的霍尔系数H(H=1/nq ，其中n 为单位体积内载流子即定向移动的电荷的数目，q 为载流子的电量)，可精确地计算出所加磁场的磁感应强度表达式是什么?（二）电磁流量计11、电磁流量计广泛应用于测量可导电流体(如污水)在管中的流量(在单位时间内通过管内横截面的流体的体积)．为了简化，假设流量计是如图所示的横截面为长方形的一段管道，其中空部分的长、宽、高分别为图中的a 、b 、c ．流量计的两端与输送流体的管道相连接(图中虚线)．图中流量计的上下两面是金属材料，前后两面是绝缘材料．现于流量计所在处加磁感强度为B 的匀强磁场，磁场方向垂直于前后两面．当导电流体稳定地流经流量计时，在管外将流量计上、下两表面分别与一串接了电阻R 的电流表的两端连接，I 表示测得的电流值．已知流体的电阻率为ρ，不计电流表的内阻，则可求得流量为多少?12、如图是磁流量计的示意图，在非磁性材料做成的圆管道外加一匀强磁场区，当管中的导电液体流过此磁场区域时，小灯泡就会发光．如果导电液体流过磁场区域能使额定电压为U=3.0V的小灯泡正常发光，已知磁场的磁感强度为B=0.20T，测得圆管的直径为d=0.10m，导电液体的电阻忽略不计，又假设导电液体充满圆管流过，则管中的液体流量(液体流量为单位时间内流过液体的体积)的表达式Q= ，其数值为m3/s．（三）磁流体发电机13、磁流体发电是一种新型发电方式，如图是其工作原理示意图。
左图中的长方体是发电导管，其中空部分的长、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略的导体电极，这两个电极与负载电阻L R相连。
整个发电导管处于右图中磁场线圈产生的匀强磁场里，磁感应强度为B，方向如图所示。
发电导管内有电阻率为ρ的高温、高速电离气体沿导管向右流动，并通过专用管道导出。
由于运动的电离气体受到磁场作用，产生了电动势。
发电导管内电离气体流速随磁场有无而不同。
设发电导管内电离气体流速处处相同，且不存在磁场时电离气体流速为0v，电离气体所受摩擦阻力总与流速成正比，发电导管两端的电离气体压强差p∆维持恒定，求：（1）不存在磁场时电离气体所受的摩擦阻力F多大；（2）磁流体发电机的电动势E的大小；（3）磁流体发电机发电导管的输入功率P。
14、磁流体发电机示意图如图所示，a、b两金属板相距为d，板间有磁感应强度为B的匀强磁场，一束截面积为S，速度为υ的等离子体自左向右穿过两板后速度大小仍为υ，截面积仍为S，只是等离子体压强减小了。
设两板之间单位体积内等离子体的数目为n，每个离子的电量为q，板间部分的等离子体等效内阻为r，外电路电阻为R。
求：（1）等离子体进出磁场前后的压强差△P；（2）若等离子体在板间受到摩擦阻力f，压强差△P′又为多少；（3）若R阻值可以改变，试讨论R中电流的变化情况，求出其最大值Im，并在图中坐标上定性画出I随R变化的图线。
15、炸药发电机是一种将高能炸药爆炸时产生的能量转化成电能，提供脉冲电压的装置。
其主要有两种类型，即磁场浓缩型（MC型）和磁流体动力型（MHD型）。
MHD 型的发电原理如图，炸药爆炸时冲击活塞，压缩容器中的高压氩气体，产生气压达3万个大气压的高密度等离子体，此时隔板被冲开，等离子体高速喷入平行金属板间（已知板长为L，间距为d ），由于板间存在磁场，而使正负离子落到极板上产生电压。
（1）设隔板被冲开时容器内的压强为P，从喷口喷出的等离子流单位体积内的正离子数为n，电子质量不计，每个正离子的质量为m，喷口的横截面积为S，求离子冲入极板间的速度v（2）若极板间的磁感应强度为B0，此发电机产生的最高脉冲电压为多大？16、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。