速度选择器等pp.ppt

1、正交电磁场的应用 1、速度选择器,例1、如图所示，a、b是位于真空中的平行金属板，a板带正电，b板带负电，两板间的电场为匀强电场，场强为E同时在两板之间的空间中加匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁感拉强度为B 一束电子以大小为v0的速度从左边S处沿图中虚线方向入射，虚线平行于两板，要想使电子在两板间能沿虚线运动，则v0、E、B之间的关系应该是( ),A. v0= E/B B. v0 =B/E C. v0 = D. v0 =,A,2、磁流体发电,例2、目前世界上正在研究的一种新型发电机叫做磁流体发电机。这种发电机与一般发电机不同，它可以直接把内能转化为电能，它的发电原理是：将一束等离子体(既高

2、温下电离的气体，含有大量带正电和带负电的微粒，而从整体来说呈中性)喷射入磁场，如图所示磁场中A、B金属板上会聚集电荷，产生电压。设A、B两平行金属板的面积为S，彼此相距L，等离子体的导电率为（即电阻率的倒数），喷入速度为v，板间磁感应强度B与气流方向垂直，与板相连的电阻的阻值为R。问流过R的电流 I为多少？,I = vBLpS/(L+RS),载流导体放在磁场中，若磁场与电流方向垂直，则在与磁场和电流方向垂直方向上会出现电势差，如图所示。,3、霍尔效应,可以用洛仑兹力解释，精确的解释只能用电子的量子理论.,n型半导体,载流子为电子,p型半导体,载流子为空穴(带正电),例3、如图所示导体，当电流通

3、过导体板时，在导体板的上侧面A和下侧面A1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 ，式中的比例系数k称为霍尔系数。设电流I是由电子的定向流动形成的，电子的平均定向速度为v，电量为e，回答下列问题： (1) 判断稳定时侧面A与A1电势的电势高、低。 (2) 电子所受的洛伦兹力的大小为 _ (3) A与A1两侧面之间的电势差为U时，电子所受静 电力的大小为 。 (4) 霍尔系数为k= 。,evB,evB,evdh/I2,4、磁流量计,例4、一种测量血管中血流速度的仪器原理如图所示，在动脉血管的左右两侧加有匀强磁场，上下两侧安装电极并

4、连接电压表。设血管的直径是d，磁场的磁感强度为B，电压表测出的电压为U，则血流速度大小为多少？流量为多少？,由Eq=Bqv得： E=Bv,U=Ed=Bvd 得：v=U/Bd,流量：Q=Sv=dU/4B,例5、如图所示的流量计是横截面为长方形的一段管道，其中空部分的长、宽、高分别为图中的a,b,c。流量计的两端与输送的管道相连接。图中流量计的上下两面导电，前后两面绝缘。加磁场方向垂直于前后表面的匀强磁场B ，当导电流体稳定地流过流量计时，在管外将流量计上、下表面分别与一串联了电阻R的电流表的两端连接。测得电流为I。已知液体的电阻率为，不计电流表的内阻，则流体的流量是多少？,Q=Sv=I(bR+c /a)/B,例5、如图所示的磁流体发电机，已知横截面积为矩形的管道长为l，宽为a,高为b，上下两个侧面是绝缘体，前后两个侧面是电阻可忽略的导体，分别与负载电阻R的一端相连，整个装置放在垂直于上、下两个侧面的匀强磁场中，磁感应强度为B。含有正、负带电粒子的电离气体持续匀速地流经管道，假设横截面积上各点流速相同，已知流速与电离气体所受的摩擦力成正比，且无论有无磁场存在时，都维持管两端电离气体