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1、3、带电粒子在复合粒子在复合场中的运中的运动一一. .速度速度选择器：器： 在如在如图图所示的平行板器件中，所示的平行板器件中，电场电场强强度度E和磁感和磁感应应强强度度B相互垂直，具有不同水平速度的相互垂直，具有不同水平速度的带电带电粒子射入后粒子射入后发发生偏生偏转转的的情况不同。情况不同。 这这种装置能把具有某一特定速度的粒子种装置能把具有某一特定速度的粒子选择选择出来，匀速出来，匀速（或者（或者说说沿直沿直线线）通）通过过,所以叫速度所以叫速度选择选择器。器。原理：在原理：在电、磁、磁场中，中，若不若不计重力，重力，则：Eq=Bqv即即v=E/B速度速度选择选择器：器： 1.1.1.1
2、.速度速度选择选择器只器只选择选择速度，与速度，与电电荷的正荷的正负负无关；无关； 2.2.2.2. 带电带电粒子必粒子必须须以唯一确定的速度（包括大小、方向）才能以唯一确定的速度（包括大小、方向）才能匀速（或者匀速（或者说说沿直沿直线线）通）通过过速度速度选择选择器。器。否否则则偏偏转转。3.3.注意注意电场电场和磁和磁场场的方向搭配。的方向搭配。 v 将向洛将向洛伦兹力方向偏力方向偏转，电场力将做力将做负功，功，动能将减小，能将减小，洛洛伦兹力也将减小，力也将减小，轨迹是一条复迹是一条复杂曲曲线。4 4、若、若vE/B时：练练习习: : 在在两两平平行行金金属属板板间间有有正正交交的的匀匀
3、强强电电场场和和匀匀强强磁磁场场，一一个个带带电电粒粒子子垂垂直直于于电电场场和和磁磁场场方方向向射射入入场场中中，射射出出时时粒粒子子的的动动能能减减少少了了，为为了了使使粒粒子子射射出出时时动动能能增增加加，在在不不计计重重力的情况下，可采取的力的情况下，可采取的办办法是：法是：A.A.增大粒子射入增大粒子射入时时的速度的速度B.B.减小磁减小磁场场的磁感的磁感应应强强度度C.C.增大增大电场电场的的电场电场强强度度D.D.改改变变粒子的粒子的带电带电性性质质BC2 2如如图图所示是粒子速度所示是粒子速度选择选择器的原理器的原理图图，如果粒子所，如果粒子所具有的速率具有的速率v=E/Bv=
4、E/B，那么，那么: ( ): ( )A A带带正正电电粒子必粒子必须须沿沿abab方向从左方向从左侧进侧进入入场场区，才能沿区，才能沿直直线线通通过过B. B. 带负电带负电粒子必粒子必须须沿沿baba方向从右方向从右侧进侧进入入场场区，才能沿区，才能沿直直线线通通过过C C不不论论粒子粒子电电性如何，沿性如何，沿abab方向从左方向从左侧进侧进入入场场区，都区，都能沿直能沿直线线通通过过D. D. 不不论论粒子粒子电电性如何，沿性如何，沿baba方向从右方向从右侧进侧进入入场场区，都区，都能沿直能沿直线线通通过过c二二. .磁流体磁流体发电机机 磁流体磁流体发电是一是一项新新兴技技术，它可
5、以把物体的内，它可以把物体的内能直接能直接转化化为电能，右能，右图是它的示意是它的示意图，平行金属板，平行金属板A A、B B之之间有一个很有一个很强的磁的磁场，将一束等粒子体（即高温下，将一束等粒子体（即高温下电离的气体，含有大量正、离的气体，含有大量正、负带电粒子）粒子）喷入磁入磁场，ABAB两板两板间便便产生生电压。如果把。如果把ABAB和用和用电器器连接，接，ABAB就就是一个直流是一个直流电源的两个源的两个电极。极。d原理原理B正正电电荷荷Eq=Bqv精选ppt磁流体磁流体发电机机Eq=Bqv电动势：E=Ed=Bvd电流：流：I=E/（R+r）流体流体为：等离子束：等离子束目的：目的
6、：发电1 1、图中中ABAB板哪一板哪一个是个是电源的正极？源的正极？2 2、此、此发电机的机的电动势：（两板距离：（两板距离为d d，磁感，磁感应强度度为B B，等离子速度，等离子速度为v v，电量量为q q）B板板练习练习：如：如图图所示是等离子体所示是等离子体发电发电机的示意机的示意图图，平，平行金属板行金属板间间的匀的匀强强磁磁场场的磁感的磁感应应强强度度B=0.5T，两，两板板间间距离距离为为20，要使，要使AB端的端的输输出出电压为电压为220V，则则等离子垂直射入磁等离子垂直射入磁场场的速度的速度为为多少？多少？ 代入数据得代入数据得v=2200m/s电电电电流的方向如何？流的方
7、向如何？流的方向如何？流的方向如何？由由由由B B到到到到A A磁流体磁流体发电发电机机原理是：等离子气体原理是：等离子气体喷喷入磁入磁场场，正、正、负负离子在洛离子在洛仑兹仑兹力作用下力作用下发发生偏生偏转转而聚集到而聚集到A、B板上，板上，产产生生电势电势差差. 设设A A、B B平行金属板的面平行金属板的面积为积为S S，相距，相距L L，等离子体，等离子体的的电电阻率阻率为为，喷喷入气体速度入气体速度为为v，板，板间间磁磁场场的磁的磁感感强强度度为为B B，板外，板外电电阻阻为为R R，当等离子气体匀速通，当等离子气体匀速通过过A A、B B板板间时间时，A A、B B板上聚焦的板上聚
8、焦的电电荷最多，板荷最多，板间电势间电势差最大，即差最大，即为电为电源源电动势电动势，此，此时时通通过过R R的的电电流是多流是多大？大？精选pptSRE, rBLII电源内源内电阻阻r=L/s 精选pptE 场q=BqV，E场=BV电动势电动势E= E场L=BLVLS电源内源内电阻阻r=R中中电电流流I=ERr=BLVR LSBLVSRS L=精选ppt图是是电磁流量磁流量计的示意的示意图，在非磁性材料做成的，在非磁性材料做成的圆管管道外加一匀道外加一匀强磁磁场区域，当管中的区域，当管中的导电液体流液体流过此磁此磁场区域区域时，测出管壁上的出管壁上的abab两点两点间的的电动势U U，就可以
9、，就可以知道管中液体的流量知道管中液体的流量Q-Q-单位位时间内流内流过液体的体液体的体积（m m3 3/s/s）。已知管的直径）。已知管的直径为D D，磁感，磁感应强度度为B B，试推出推出Q Q与与U U的关系表达式。的关系表达式。流体流体为：导电液体液体 目的：目的：测流量流量三、三、电磁流量磁流量计Bqv=Eq=qu/d得得v=U/Bd流量：流量：Q=Sv=dU/4Bdba导电导电液体液体若管道若管道为为其他形状其他形状, ,如矩形呢如矩形呢? ?四、四、四、四、 霍耳（霍耳（霍耳（霍耳（E.C.Hall)E.C.Hall)效效效效应应 在在一一个个通通有有电流流的的导体体板板上上，垂
10、垂直直于于板板面面施施加加一一磁磁场，则平平行行磁磁场的的两两面面出出现一一个个电势差差，这一一现象象是是18791879年年美美国国物物理理学学家家霍霍耳耳发现的的，称称为霍霍耳耳效效应。该电势差差称称为霍霍耳耳电势差差 。霍耳霍耳精选ppt霍霍尔元件元件精选ppt精选ppt例：如图9-31所示为一电磁流量计的示意图，截面为正方形的非磁性管，其边长为d，内有导电液体流动，在垂直液体流动方向加一指向纸里的匀强磁场，磁感强度为B。现测得液体a、b两点间的电势差为 U（ a、b为流量计上下表面的两点），求管内导电液体的流量Q。 ab液体图9-31+_导电液体BE+ +_ _ _ _+ +_ _ _
11、 _Uab精选ppt（0909年宁夏卷）医生做某些特殊手年宁夏卷）医生做某些特殊手术时术时，利用，利用电电磁血流磁血流计计来来监测监测通通过动过动脉的血流速度。脉的血流速度。电电磁血流磁血流计计由一由一对电对电极极a和和b以及以及磁极磁极N和和S构成，磁极构成，磁极间间的磁的磁场场是均匀的。使用是均匀的。使用时时，两，两电电极极a、b均与血管壁接触，两触点的均与血管壁接触，两触点的连线连线、磁、磁场场方向和血流速度方向方向和血流速度方向两两垂直，如两两垂直，如图图所示。由于血液中的正所示。由于血液中的正负负离子随血流一起在离子随血流一起在磁磁场场中运中运动动，电电极极a、b之之间间会有微小会有
12、微小电势电势差。在达到平衡差。在达到平衡时时，血管内部的血管内部的电场电场可看作是匀可看作是匀强强电场电场，血液中的离子所受的，血液中的离子所受的电电场场力和磁力和磁场场力的合力力的合力为为零。在某次零。在某次监测监测中，两触点的距离中，两触点的距离为为3.0mm3.0mm，血管壁的厚度可忽略，两触点，血管壁的厚度可忽略，两触点间间的的电势电势差差为为160V160V，磁感磁感应应强强度的大小度的大小为为0.040T0.040T。则则血流速度的近似血流速度的近似值值和和电电极极a a、b b的正的正负为负为 （ ）A. 1.3m/s ，a正、正、b负负 B. 2.7m/s ，a正、正、b负负C. 1.3m/s， a负负、b正正 D. 2.7m/s ，a负负、b正正A精选ppt
