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文檔簡介

1、 .速度選擇器在電、磁場中,若不計重力,則: 在如圖所示的平行板器件中,電場強度E和磁感應強度B相互垂直,具有不同水平速度的帶電粒子射入后發生偏轉的情況不同。 這種裝置能把具有某一特定速度的粒子選擇出來,勻速(或者說沿直線)通過,所以叫速度選擇器。 思考 :其他條件不變,把粒子改為負電荷,能通過嗎?電場、磁場方向不變,粒子從右向左運動,能直線通過嗎?Eq=Bqv即v=E/B速度選擇器: 1.速度選擇器只選擇速度,與電荷的正負無關; 2. 帶電粒子必須以唯一確定的速度(包括大小、方向)才能勻速(或者說沿直線)通過速度選擇器。否則偏轉。3.注意電場和磁場的方向搭配。 v 將向洛倫茲力方向偏轉,電場

2、力將做負功,動能將減小,洛倫茲力也將減小,軌跡是一條復雜曲線。若速度小于這一速度?電場力將大于洛倫茲力,帶電粒子向電場力方向偏轉,電場力做正功,動能將增大,洛倫茲力也將增大;若大于這一速度?速度選擇器+BEv=E/BvE/BFfFf當Ff時,EqBqv即:vE/B時,粒子作曲線運動。當F=f時,Eq=Bqv即:v=E/B時,粒子作勻速直線運動。當Ff時,EqE/B時,粒子作曲線運動。vE/B1 在兩平行金屬板間有正交的勻強電場和勻強磁場,一個帶電粒子垂直于電場和磁場方向射入場中,射出時粒子的動能減少了,為了使粒子射出時動能增加,在不計重力的情況下,可采取的辦法是:A.增大粒子射入時的速度B.減

3、小磁場的磁感應強度C.增大電場的電場強度D.改變粒子的帶電性質BC2如圖所示是粒子速度選擇器的原理圖,如果粒子所具有的速率v=E/B,那么: ( )A帶正電粒子必須沿ab方向從左側進入場區,才能沿直線通過B. 帶負電粒子必須沿ba方向從右側進入場區,才能沿直線通過C不論粒子電性如何,沿ab方向從左側進入場區,都能沿直線通過D. 不論粒子電性如何,沿ba方向從右側進入場區,都能沿直線通過c3:正交的勻強磁場和勻強電場的磁感應強度和電場強度分別為B和E,一帶電的粒子,以速度v1垂直射入,而以速度v2射出,則( )A.v1=E/B v2v1 B.v1E/B, v2v1 C.v1E/B v2v1 D.

4、v1E/B .v2v1 BCqBvEqqBvEq4:如圖所示是質譜儀的示意圖。已知速度選擇器中的磁場B1=0.40T,電場E=1.00105N/C;偏轉分離器中的勻強磁場B2=0.50T。現有帶一個基元電荷電量的兩種銅離子,在感光底片上得到兩個感光點A1、A2,測得SA1=0.658m,SA2=0.679m。求兩種銅離子的質量數。(已知e=1.6010-19C,mp=1.6710-27kg)2.磁流體發電機 磁流體發電是一項新興技術,它可以把物體的內能直接轉化為電能,右圖是它的示意圖,平行金屬板A、B之間有一個很強的磁場,將一束等粒子體(即高溫下電離的氣體,含有大量正、負帶電粒子)噴入磁場,A

5、B兩板間便產生電壓。如果把AB和用電器連接,AB就是一個直流電源的兩個電極。d原理B正電荷Eq=Bqv磁流體發電機Eq=Bqv電動勢:E=Ed=Bvd電流:I=E/(R+r)流體為:等離子束目的:發電1、圖中AB板哪一個是電源的正極?2、此發電機的電動勢?(兩板距離為d,磁感應強度為B,等離子速度為v,電量為q)B板1:如圖所示是等離子體發電機的示意圖,平行金屬板間的勻強磁場的磁感應強度B=0.5T,兩板間距離為20,要使AB端的輸出電壓為220V,則等離子垂直射入磁場的速度為多少? 代入數據得v=2200m/s電流的方向如何?由B到A原理是:等離子氣體噴入磁場,正、負離子在洛侖茲力作用下發生

6、偏轉而聚集到A、B板上,產生電勢差. 設A、B平行金屬板的面積為S,相距L,等離子體的電阻率為,噴入氣體速度為v,板間磁場的磁感強度為B,板外電阻為R,當等離子氣體勻速通過A、B板間時,A、B板上聚焦的電荷最多,板間電勢差最大,即為電源電動勢,此時通過R的電流是多大?SRE, rBLII電源內電阻r=L/s E 場q=BqV,E場=BV電動勢E= E場L=BLVLS電源內電阻 r =R中電流I=ERr=BLVR LSBLVSRS L=磁流體發電是一項新興技術,它可以把物體的內能直接轉化成電能。其原理是將等離子體(高溫下產生的等量的正、負離子的氣體)以某一速度v0射入磁場中,正負離子向不同的極板

7、偏轉,從而使兩極板帶上等量異號電荷。當兩板間電壓達到某一值時,電荷不再偏轉。此電壓值即等于此磁流體發電機的電動勢。設噴射等離子體的速度為v0,勻強磁場為B,兩極板間距離為d,兩極板長為L,寬為a,等離子體的電阻率為 求:(1)該發電機的電動勢。(2)若在兩極板間接入電阻R,求極板間的電壓。(09年寧夏卷)醫生做某些特殊手術時,利用電磁血流計來監測通過動脈的血流速度。電磁血流計由一對電極a和b以及磁極N和S構成,磁極間的磁場是均勻的。使用時,兩電極a、b均與血管壁接觸,兩觸點的連線、磁場方向和血流速度方向兩兩垂直,如圖所示。由于血液中的正負離子隨血流一起在磁場中運動,電極a、b之間會有微小電勢差

8、。在達到平衡時,血管內部的電場可看作是勻強電場,血液中的離子所受的電場力和磁場力的合力為零。在某次監測中,兩觸點的距離為3.0mm,血管壁的厚度可忽略,兩觸點間的電勢差為160V,磁感應強度的大小為0.040T。則血流速度的近似值和電極a、b的正負為 ( )A. 1.3m/s ,a正、b負 B. 2.7m/s ,a正、b負C. 1.3m/s, a負、b正 D. 2.7m/s ,a負、b正 A五、 霍耳(E.C.Hall)效應 在一個通有電流的導體板上,垂直于板面施加一磁場,則平行磁場的兩面出現一個電勢差,這一現象是1879年美國物理學家霍耳發現的,稱為霍耳效應。該電勢差稱為霍耳電勢差 。霍耳霍爾元件圖是電磁流量計的示意圖,在非磁性材料做成的圓管道外加一勻強磁場區域,當管中的導電液體流過此磁場區域時,測出管壁上的ab兩點間的電動勢U,就可以知道管中液體的流量Q-單位時間內流過液體的體積(m3/s)。已知管的直徑為D,磁感應強度為B,試推出Q與U的關系表達式。流體為:導電液體 目的:測流量3、電磁流量計Bqv=Eq=qu/d得v=U/Bd流量:Q=Sv=dU/4Bdba導電液體若管道為其他形狀,如矩形呢?例:如圖 所示為一電

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