时速度选择器磁流体发电机专题

时速度选择器磁流体发电机专题第一页，共二十一页，编辑于2023年，星期三速度选择器：

1.速度选择器只选择速度，与电荷的正负无关；2.带电粒子必须以唯一确定的速度（包括大小、方向）才能匀速（或者说沿直线）通过速度选择器。否则偏转。3.注意电场和磁场的方向搭配。＋＋＋＋＋＋＋－－－－―――v

将向洛伦兹力方向偏转，电场力将做负功，动能将减小，洛伦兹力也将减小，轨迹是一条复杂曲线。若速度小于这一速度？电场力将大于洛伦兹力，带电粒子向电场力方向偏转，电场力做正功，动能将增大，洛伦兹力也将增大；若大于这一速度？第二页，共二十一页，编辑于2023年，星期三速度选择器—+BEv=E/Bv>E/BFfFf当F>f时，Eq>Bqv即：v<E/B时，粒子作曲线运动。当F=f时，Eq=Bqv即：v=E/B时，粒子作匀速直线运动。当F<f时，Eq<Bqv即：v>E/B时，粒子作曲线运动。v<E/B第三页，共二十一页，编辑于2023年，星期三1在两平行金属板间有正交的匀强电场和匀强磁场，一个带电粒子垂直于电场和磁场方向射入场中，射出时粒子的动能减少了，为了使粒子射出时动能增加，在不计重力的情况下，可采取的办法是：A.增大粒子射入时的速度B.减小磁场的磁感应强度C.增大电场的电场强度D.改变粒子的带电性质BC第四页，共二十一页，编辑于2023年，星期三2．如图所示是粒子速度选择器的原理图，如果粒子所具有的速率v=E/B，那么:()A．带正电粒子必须沿ab方向从左侧进入场区，才能沿直线通过B.带负电粒子必须沿ba方向从右侧进入场区，才能沿直线通过C．不论粒子电性如何，沿ab方向从左侧进入场区，都能沿直线通过D.不论粒子电性如何，沿ba方向从右侧进入场区，都能沿直线通过c第五页，共二十一页，编辑于2023年，星期三3：正交的匀强磁场和匀强电场的磁感应强度和电场强度分别为B和E，一带电的粒子，以速度v1垂直射入，而以速度v2射出，则（）A.v1=E/B

v2＜v1

B.v1＞E/B,v2＜v1

C.v1＜E/B

v2＞v1D.v1＞E/B.v2＞v1

BCqBvEqqBvEq第六页，共二十一页，编辑于2023年，星期三4：如图所示是质谱仪的示意图。已知速度选择器中的磁场B1=0.40T，电场E=1.00×105N/C；偏转分离器中的匀强磁场B2=0.50T。现有带一个基元电荷电量的两种铜离子，在感光底片上得到两个感光点A1、A2，测得SA1=0.658m，SA2=0.679m。求两种铜离子的质量数。（已知e=1.60×10-19C，mp=1.67×10-27kg）第七页，共二十一页，编辑于2023年，星期三2.磁流体发电机磁流体发电是一项新兴技术，它可以把物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之间有一个很强的磁场，将一束等粒子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）喷入磁场，AB两板间便产生电压。如果把AB和用电器连接，AB就是一个直流电源的两个电极。第八页，共二十一页，编辑于2023年，星期三d原理B正电荷Eq=Bqv第九页，共二十一页，编辑于2023年，星期三磁流体发电机Eq=Bqv电动势：E’=Ed=Bvd电流：I=E’/（R+r）流体为：等离子束目的：发电1、图中AB板哪一个是电源的正极？2、此发电机的电动势？（两板距离为d，磁感应强度为B，等离子速度为v，电量为q）B板第十页，共二十一页，编辑于2023年，星期三1：如图所示是等离子体发电机的示意图，平行金属板间的匀强磁场的磁感应强度B=0.5T，两板间距离为20㎝，要使AB端的输出电压为220V，则等离子垂直射入磁场的速度为多少？

代入数据得v=2200m/s电流的方向如何？由B到A第十一页，共二十一页，编辑于2023年，星期三原理是：等离子气体喷入磁场，正、负离子在洛仑兹力作用下发生偏转而聚集到A、B板上，产生电势差.设A、B平行金属板的面积为S，相距L，等离子体的电阻率为ρ，喷入气体速度为v，板间磁场的磁感强度为B，板外电阻为R，当等离子气体匀速通过A、B板间时，A、B板上聚焦的电荷最多，板间电势差最大，即为电源电动势，此时通过R的电流是多大？第十二页，共二十一页，编辑于2023年，星期三SRE,rBLII电源内电阻r=ρL/s第十三页，共二十一页，编辑于2023年，星期三E场q=BqV，E场=BV电动势E=E场L=BLVLSρ电源内电阻r=R中电流I=ER＋r=BLVρR＋LSBLVSRS＋ρL=第十四页，共二十一页，编辑于2023年，星期三磁流体发电是一项新兴技术，它可以把物体的内能直接转化成电能。其原理是将等离子体（高温下产生的等量的正、负离子的气体）以某一速度v0射入磁场中，正负离子向不同的极板偏转，从而使两极板带上等量异号电荷。当两板间电压达到某一值时，电荷不再偏转。此电压值即等于此磁流体发电机的电动势。设喷射等离子体的速度为v0，匀强磁场为B，两极板间距离为d，两极板长为L，宽为a，等离子体的电阻率为求：（1）该发电机的电动势。（2）若在两极板间接入电阻R，求极板间的电压。第十五页，共二十一页，编辑于2023年，星期三（09年宁夏卷）医生做某些特殊手术时，利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度。电磁血流计由一对电极a和b以及磁极N和S构成，磁极间的磁场是均匀的。使用时，两电极a、b均与血管壁接触，两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直，如图所示。由于血液中的正负离子随血流一起在磁场中运动，电极a、b之间会有微小电势差。在达到平衡时，血管内部的电场可看作是匀强电场，血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零。在某次监测中，两触点的距离为3.0mm，血管壁的厚度可忽略，两触点间的电势差为160µV，磁感应强度的大小为0.040T。则血流速度的近似值和电极a、b的正负为（）A.1.3m/s，a正、b负B.2.7m/s，a正、b负C.1.3m/s，a负、b正D.2.7m/s，a负、b正

A第十六页，共二十一页，编辑于2023年，星期三五、霍耳（E.C.Hall)效应

在一个通有电流的导体板上，垂直于板面施加一磁场，则平行磁场的两面出现一个电势差，这一现象是1879年美国物理学家霍耳发现的，称为霍耳效应。该电势差称为霍耳电势差

。霍耳第十七页，共二十一页，编辑于2023年，星期三霍尔元件第十八页，共二十一页，编辑于2023年，星期三第十九页，共二十一页，编辑于2023年，星期三图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U，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（m3/s）。已知管的直径为D，磁感应强度为B，试推出Q与U的关系表达式。流体为：