洛伦兹力的应用学案

1、3.2洛伦兹力的应用质谱仪、速度选择器、霍尔效应一、质谱仪的构造及原理心一，I-!P1、P2之间的电场方向：。. 一岌 粒子通过S2、S3之间做匀速直线运动的条件是：。 L；J_已知鸟、B2及电场强度E的大小，粒子打在照相底片的位置与S3的距离为L，粒子的比荷是多少？：.： : 随堂练习1.图示为一“滤速器”装置的示意图。a、b为水平放置的平行金属板，一束具有各种不同速率的电子沿水平方向经小孔O进入a、b板之间。为了选取 具有某种特定速率的电子，可在a、b间加上电压，并沿垂直于纸面的方向加一匀强磁场， 使所选电子仍能够沿水平直线OO运动，由O射出。不计重力作用，可能达到上述目的的方法是（）使a

2、板的电势高于b板，磁场方向垂直纸面向里使a板的电势低于b板，磁场方向垂直纸面向里仃1”使a板的电势高于b板，磁场方向垂直纸面向外使a板的电势低于b板，磁场方向垂直纸面向外随堂练习2.下图是质谱仪的工作原理示意图。带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器。速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E。平板S上有可让粒子通 过的狭缝P和记录粒子位置的胶片AA2。平板S下方有强度为B0的匀强磁场。下列表述正确的是（）质谱仪是分析同位素的重要工具速度选择器中的磁场方向垂直纸面向内E能通过狭缝P的带电粒子的速率等于福B粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的比荷越小随堂练习3.如图所示是测

3、量带电粒子质量的仪器的工作原理示意 图。设法将某有机化合物的气态分子导入图中所示的容器A中，使 它受到电子束的轰击，失去一个电子变成正一价的分子离子，分子 离子从狭缝S1以很小的速度进入电压为U的加速电场区（初速度不 计），加速后，再通过狭缝S2、S3射入磁感应强度为B的匀强磁场， 方向垂直于磁场区的界面PQ，最后分子离子打在感光片上，形成垂 直于纸面且平行于狭缝S3的细线，已知电子电量为们若测得细线 到狭缝S3的距离为,试推导分子离子的质量m的表达式。二、速度选择器（1）平行板间电场强度E和磁感应强度B相互垂直，这种装置能把*具有一定速度的粒子选择出来，所以叫做速度选择器。（2）带电粒子能够

4、沿直线匀速通过速度选择器的条件是:三、霍尔效应I如图所示，厚度为h三、霍尔效应I如图所示，厚度为h宽度为d的导体板放在垂直于它的磁感应强度为B的匀强磁场中，当电流通过导体板时，在导体板的上侧面A和下侧面A之间 会产生电势差，这种现象称为霍尔效应。实验表明，当磁场 不太强时，电势差U、电流I和磁感应强度B的关系为 U=/B/d，式中的比例系数称为霍尔系数。设电流I是电子 定向移动形成的，电子的平均定向移动速率为V，电量为e， 达到稳定状态时，试回答下列问题：（1） 导体板上侧面A的电势 下侧面A的电势（填“高于”“低于”或“等于”）（2） 电子所受洛伦兹力大小为或。（3） 若导体板单位体积的电荷

5、数为，则霍尔系数k=。随堂练习4.长方体金属块放在匀强磁场中，有电流通过金属块，如图所示，则下列说法正确律离子体束中的是（）律离子体束中金属块上、下表面电势差相等金属块上表面电势高于下表面电势金属块上表面电势低于下表面电势无法确定上、下表面电势高低四、磁流体发电机（1）根据左手定则，图中N板是发电机的。（2）磁流体发电机两极板间的距离为d，等离子 体速度为V，磁场磁感应强度为B，则两极板间能 达到的最大电势差U=。五、电磁流量计XX X ；刃 J（1）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流过导管。XX X ；刃 J（2）原理：导电液体中的自由电荷（正、负离子）在磁场作用下偏转，a、b间出 ，形成电场。当自由电荷