湖南省长郡中学高中物理 第三章 第六节 带电粒子在匀强磁场中的运动课件3 新人教版选修31.ppt_第1页
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带电粒子在匀强磁场中的运动 3 如图是磁流体发电机 其原理是 等离子体喷入磁场b 正 负离子在洛伦兹力作用下发生上下偏转而聚集到a b板上 产生电势差 设板间距离为l 当等离子体以速度v匀速通过a b板间时 a b板上聚集的电荷最多 板间电势差最大 即为电源电动势 此时离子受力平衡 e场q bqv 即e场 bv 故电源电动势e e场l blv 三 磁流体发电机 例3 目前世界上正在研究新型发电机 磁流体发电机 它的原理图如图所示 设想在相距为d的两平行金属板间有磁感应强度为b的匀强磁场 两板通过开关和灯泡相连 将气体加热到使之电离后 由于正 负离子一样多 且带电荷量均为q 因而称为等离子体 将其速度v喷入甲 乙两板之间 这时甲 乙两板就会聚集电荷 产生电压 这就是磁流体发电机的原理 它可以直接把内能转化为电能 试问 1 图中哪个极板是发电机的正极 2 发电机的电动势多大 解析 1 等离子体从左侧射入磁场 正离子受向上的洛伦兹力而偏向甲板 使甲板上积累正电荷 相应的乙板上积累负电荷 成为电源的正 负两极 甲板是发电机的正极 2 当开关断开时 甲 乙两板间的电压即为电源的电动势 稳定时 甲 乙两板上积累的电荷不再增加 此时的等离子体所受的洛伦兹力与电场力恰好平衡 则有qu d qvb 即得电源的电动势u bdv 四电磁流量计 电磁流量计原理 如图所示 一圆形导管直径为d 用非磁性材料制成 其中有可以导电的液体向左流动 导电液体中的自由电荷在洛伦兹力作用下横向偏转 a b间出现电势差 当自由电荷所受电场力和洛伦兹力平衡时 a b间的电势差保持稳定 由 例4 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a b c 流量计的两端与输送流体的管道相连 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 感应强度为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联了电阻r的电
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