洛仑兹力的应用霍尔效应及磁流体发电机.ppt

1、第三节 洛仑兹力的应用（5） 霍尔效应及磁流体发电机,S上,B,I,S下,v,一：霍耳效应,一：霍耳效应 （一）、如图厚度为h,宽度为d的金属板放在垂直与它的磁感应强度B的匀强磁场中,当有电流I通过金属，在金属板的上下表面间产生电势差此现象叫霍耳效应.,S上,B,I,S下,v,h,一：霍耳效应 （二）、平衡方程： F电=F洛 即、qU/h=qvB,B,I,h,d,（三）、例题： 1、如图厚度为h,宽度为d的金属板放在垂直与它 的磁感应强度B的匀强磁场中,当有电流I通过金属板时, (1)为何产生电势差? (2) 若产生的电势差为U, 则金属板内自由电子 密度n为多大?,n=BI/eUd,练习1、

2、利用如图示的方法可以测量导体中单位体积内的自由电子数n,即测得一块横截面为矩形的金属导体的宽为b,厚为h,并加有与侧面垂直的匀强磁场B,当通以图示方向的电流I时,在导体上下表面间用电压表测得电压为U,已知自由电子的电荷量为e,则下列判断正确的是( ) A.上表面的电势高 B.下表面的电势高 C.该导体单位体积内的 自由电子数为I/(ehb) D.该导体单位体积内的 自由电子数为BI/(eUb),v,B,I,B、D,二：磁流体发电机 一、原理介绍工作过程,（二）、平衡方程： F电=F洛 即、U=Bvd,V B,输出电源,d,（三）、例题： 2、如图磁流体发电机的极板相距为d=0.2m,极板 间有

3、垂直纸面向里的匀强磁场,B=0.5T. 如果要求输出电压为U=20V，则离子的速率为多少？,二：磁流体发电机 一、原理介绍工作过程 （二）、平衡方程： F电=F洛 即、U=Bvd,V B,输出电源,d,（三）、例题： 2、如图磁流体发电机的极板相距为 d=0.2m,极板 间有垂直纸面向里的匀强磁场，B=0.5T. 如果要求输出电压为U=20V，则离子的 速率为多少？,解：稳定供电时，离子受力平衡。 F电=F洛 即、qU/d=qBv v=U/Bd v=200m/s,练习2、 如图磁流体发电机的极板相距为d=0.2m，极板间有垂直纸面向里的匀强磁场，B=0.1T。电离气体以速率v=1100m/s沿

4、极板射入，极板间电离气体等效电阻r=0.1，试求此发电机最大输出功率为多大?,V B,R S,答案：1210W,三：小结 无论自由电荷的定向移动，还是等离子的喷射，或是流动的液体。在磁场的作用下会形成一个与磁场正交的电场，这是第一个物理过程。,当电场和磁场对运动的粒子作用平衡时，F电=F洛 。磁场和电场稳定，定向移动的自由电荷、喷射的等离子流、流动的液体匀速运动，这时第二个物理过程。,四、巩固练习： 如图为一电磁流量计的示意图,截面为一正方形的非磁性管,其每边长为d,内有导电液体流动，在垂直液体流动的方向加一指向纸里的匀强磁场, 磁感应强度B.现测得液体表面上ab两点间电势差为U,求管内导电液体的流量Q。,a,b,B,液体,答案：Ud/B,五、课堂作业： 如图为一种测量血管中的血流速度原理图,在动脉血管两侧安装电极并加上磁场,设血管直径为2mm,磁场的磁感应强度为0.80T,电压表测得电压为0.10mV,则血流速度大小为多少?,S,N,V,答案：V=0.0625m/s,六、课后思考：,1、如图一高