北京高考丨磁场丨电磁流量计

欢迎来到十点课堂，跟勇哥学物理，今天距离高考第73天，我们分享的主题是磁场中电磁流量计的问题。

   方盒子是个啥？  

当我们看到一个边长分别为abc的长方体装置放到磁场中，磁场垂直于某个平面穿过，这种装置基本上就是电磁流量计，磁流体发电机，或者是霍尔元件。

电磁流量计和磁流体发电机，它们的原理相同；霍尔元件与两者又有一定的区别，在下次课我们会讲到。

今天这堂课我们讲电磁流量计和磁流体发电机的原理和分析。

   电磁流量计的原理   

当含有正负离子的等离子体穿过装置时，分析其中一个运动粒子所受的力，它受到电场力和洛伦兹力两个力作用，当电场力和洛伦兹力相等时，粒子会稳定通过。

如果两个力不相等，在前边速度选择器中讲过，粒子会发生偏转，电场力逐渐增大，直到最后二力平衡的时候，粒子就能够稳定通过，也就是做匀速运动。

   问题一：电势高低？  

电磁流量计的问题经常问到那个极板电势高？

当粒子进入磁场，正负离子会发生偏转聚集到两极板上，正电荷聚集的极板电势高，负电荷聚集的极板电势低。

两个平面上分别聚集了正负电荷，这样就构成了一个平板电容器，在两板间会产生一个从正电荷指向负电荷的匀强电场

    问题二：电动势的大小？   

粒子进入复合场会受到洛伦兹力和电场力作用，当电场力和洛伦兹力相等时受力平衡Bqv=qE=qU/d，粒子做匀速运动稳定通过。

整理得到两板间的电压 U=Bdv，就等效成E=BLv，

所以电磁流量计可以等效为导体棒切割磁感线。

既然把电磁流量计和磁流体发电机等效为导棒切割磁感线，那究竟是哪个边做切割磁感线的运动？

在笔记中勇哥用红笔标记了出来，向哪个方向切割磁感线，正负离子向哪个方向运动就向哪一个方向切割，

流体流动的方向就是切割磁感线的速度方向。

在确定了哪个边切割和切割的方向之后，伸出右手，使用右手定则来判断电流的方向以及电势的高低。

伸出右手，磁感线线垂直穿过手心，拇指指导体棒运动的方向，四指指的就是电流方向。

因为电磁流量计和磁流体发电机相当于电源，在电源内部，电流从负极流向正极，所以四指所指的就是正极，也就是电势高的极板。

两极板之间的电势差，用电动势E=BLv能够确定。

    问题三：电流的大小？   

磁流体发电机或电磁流量计相当于电源，所以接出一个外电路，电阻为R再加上一个电流表，I=E/R+r，r是指的装置的内阻，相当于电源的内阻，r=ρL/S，其中L指电流流过方向，S是指电流流过的截面面积。

只要把它等效成导体棒，电势的高低以及电动势、电流的大小都变成导体棒切割的问题，就变得简单很多，所以同学们要利用等效的思维做这种题目。

再补充一下有关流量的概念，流量用大写Q来表示，指的是单位时间内通过某一截面的气体或液体的体积，Q=V/t=Svt/t=Sv，

因为流体的流速与电流表的示数I是对应的关系，所以可以把电流表的表盘换成一个流量计的表盘，这样就可以测量通过截面的流体的流量大小，所以这个装置叫电磁流量计。

我们今天的分享就到这里，希望大家学会电磁流量计和磁流体发电机等效为导体棒切割磁感线的处理方法。

我们今天就到这里，谢谢大家，咱们明天见。