磁场中几种基本模型的分析

1、教育目标：掌握磁场中几个基本模型的原理和解题方法，一、速度选择器、二、质分析器、三、回旋加速器、练习、练习、练习、四、电磁流量计、五、磁流体发电机、六、霍尔效应、练习、练习、练习、一、速度选择器、二、质分析器、质分析器测定带电粒子的质量从分析同位素的工具离子源释放出离子，离子从S1出来时的速度很小，可以看作是静止的，经S1和S2之间的加速电场加速后，在与磁场边界垂直的方向上从S3进入有界均匀强磁场，最后到达了照相胶片上的p点。、三、回旋加速器、回旋加速器是用于加速带电粒子群获得大动能的装置，其核心部分是两个d形金属扁平壳体，两个壳体分别与高频交流电源的两极接触，在壳体间的狭缝中形成均匀的强电场

2、，粒子通过狭缝两个壳体处于均匀的强磁场中，磁场的方向与壳体的底面垂直，离子源位于壳体的中心附近，离子源放出的离子电量为q，质量为m，粒子的最大旋转半径为Rm，粒子最终得到的最大速度：，电磁流量计，污水等导电性流体为了简化，假设流量计是图中横截面为s的管，对管施加感磁强度b均匀的强磁场，磁场的方向与前后两面垂直。 当导电液体稳定流过流量计时，上下两侧的电压测定了u、5、磁流体发电机、6、霍尔效应，以下三种情况下，电流I都朝右，磁场b垂直纸朝外。 通过正电荷的取向移动形成的电流，左手定律、正电荷的力向下，下面的电位高，通过负电荷的取向移动形成的电流(例如金属导体)，左手定律、负电荷的力也向下，则下

3、面的电位低，通过正电荷的取向移动形成的电流(左手定律，正电荷力向下，上下表面不会产生电位差，霍尔效应是一种电磁效应，美国物理学家霍尔在1879年研究金属导电机制时发现。 电流垂直于外部磁场通过导体时，载流子偏转，在电流和与磁场垂直的方向上施加电场，在导体的两端产生电位差的现象为霍尔效应，该电位差也称为霍尔电位差。 霍尔效应必须用左手定律来判断。下面的问题，1 .如图所示，在平行的正对金属板之间存在垂直向下的同样的强电场的同时，朝向垂直的纸面存在同样的强磁场。 质量m、电荷量q的正粒子从左侧以与极板平行的速度v入射，可以直线地横穿该区域。 A .质量m、电荷量q负粒子从左侧以速度v向与极板平行的

4、方向入射，也可以直线横穿该区域. b .质量大于m、电荷量大于q的正粒子从左侧以速度v向与极板平行的方向入射，也可以直线横穿该区域. c .质量为m、电荷量为q的正粒子， 从左侧以大于v的速度向与极板平行的方向入射，也可以直线横穿该区域，d .质量为m，电荷量为q的正粒子从右侧以速度v向与极板平行的方向入射，也可以沿着直线横穿该区域，返回，(AB )、返回， 2 .正离子垂直入射到均匀的强磁场和均匀的强电场正交的区域，结果发现部分离子维持原来的运动方向，不偏转。 如果使未偏转的离子进入其他均匀的强磁场，则这些离子再次分裂成几根，如图15-9-2所示，对于进入其他磁场的离子，结论： A .动能各

5、不相同. b .电荷量各不相同. c .质量各不相同(d )、1 .使用质量分析装置研究离子的组成状况(参照图15-8-2 )，在实验中，将从p点到入口S3的距离设为x， A是唯一的值，离子束中的各种离子的质量是一定的. b.x是唯一的值， c .构成离子束元素的几个同位素，与质量大的同位素对应的x的值变大. d .构成离子束的元素的几个同位素，与质量大的同位素对应的x的值变小2 .质量分析装置是分析带电粒子的质量和同位素的工具，原理图如图15-8-2所示，离子从离子源释放出来，离子从S1出来时的速度小，可视为静止，在S1和S2之间的加速电场加速后，在与磁场边界垂直的方向上从S3开始有界均匀的

6、强度最后，到照片胶卷上p点的加速电压为600V，磁感应强度为0.02T，从测定p点到S3的距离为0.4m .求出离子的比负荷，返回，7.5*107C/kg，1 .质量为m，电荷量为q的粒子用回旋加速器加速，d盒内的均匀强磁场的若设加速电压为图15-8-1所示的方波电压，则该电压的变化周期为T=.返回下一个问题，则2m/qB、2 .用相同的回旋加速器(由d壳的半径决定，由d壳内的均匀的强磁场的磁感应强度决定)分别使质子和重氢核加速， 这两种粒子运动的周期之比_从施加加速电场的高频电压周期之比_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _飞出时的速度之比为_ _ _

7、 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _获得的最大动能之比为获得上述能量所需的时间之比，返回， 133602、1:2、2:1、2:1、电磁流量计广泛地应用于导电流体(例如污水)的管内流量(单位时间内通过管内横截面的流体体积)的测量。 为了简化，流量计是图像横截面为长方形的管，其中的空闲部分的长度、宽度、高度分别是图中的a、b、c，流量计的两端与输送液体的管连接(图中的虚线)。 图中流量计的上下两面是金属材料，前后两面是绝缘材料，现在有流量计的地方施加了磁感强度b均匀的强磁场，磁场的方向与前后两面垂直。在流量计中稳定地流过导电性液体时，测量上下两侧面的电压，求出流量q，(u/

8、c ) q=qvbv=u/cbq=(BC ) vtt=1=ub/b，目前世界上正在研究的新型发电机的原理是：如图所示，在距离d，足够长的甲乙两金属板之间朝向垂直的纸面，设想施加磁感应强度b均匀的强磁场的两板通过电耦合和灯泡连接，加热到使气体高度电离的温度，气体电离后， 正负电荷同样多，带电量为e，因此被称为等离子体，以速度v喷出到甲和乙之间，甲和乙两板就会聚集电荷，产生电压。 这是磁流体发电机与一般发电机不同的地方，可以直接转换成能量。 q :1，图中哪个极板是发电机的正？2，发电机的电动势是多少？3，假设两极板间喷出的离子流每立方米有n个负电荷，设离子流的横截面为s，发电机的电力为多少，返回p=ie=(nvse ) (如图所示，将长方体的金属块放置在均匀的强磁场中，前后两面与磁场方向垂直，在金属块中流过图示的电流时，在金属块的上下两面产生电位差的现象被称为霍尔效应。 设磁场的磁感应强度为b，电子电量e，方向性运动速度为v，上下两侧面间的距离为a，前后两侧面间的距离为b，(1)上下