仪器一洛伦兹力的应用(发电机霍尔效应)修订

洛伦兹力的应用（第三节）电视显像管的工作原理重要应用一：通电线圈产生磁场电子在磁场中偏转重要应用二—速度选择器注意：微观粒子，不计重力速度选择器××××××××××××××××××××××××××××××××+-+q速度较小时：速度较大时：速度适合时：洛伦兹力小于电场力，向电场力方向偏转洛伦兹力大于电场力，向磁场力方向偏转洛伦兹力等于电场力，沿直线运动此时，离子的速度为：0EUVBdB==EqBVq粒子通过速度选择器的条件?假设条件电荷q、m，运动速度V，极板长L、间距d，极板电压U、电场强度E磁场磁感应强度为B等离子体——即高温下电离的气体，含有大量的带正电荷和负电荷的微粒，总体是电中性的。××××××××××××××××××××××××××××××××+-+++---+-+++---等离子体---高温下电离的气体，含有大量的、等量的正负离子等离子体喷入强磁场，离子在磁场中发生偏转，在极板上积累，产生电压，可以作为电源供电。+-+++---++++++++++-----------+试分析极板上最大电压与那些有关？假设条件电荷q、m，运动速度V，极板长L、间距d极板最大电压U，最大电场强度为E磁场磁感应强度为B××××××××××××××××××××××××××××××××+-++++++++++-----------方法：当电荷匀速通过极板时，极板电压最大磁流体发电机ABU当电压稳定时:电压相当于电源电动势：接通外电路时，板间处于动态平衡。BVdUBVdEd规律：单个电荷电场力等于磁场力应用四：霍尔效应与霍尔元件vfvfvfvfvfvfvfvfvfvfvfvfvfvfvfvfvfvfvfvfvfvfvfvfvfvfvfvfvfvfvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvIAA霍尔效应：磁场垂直导体中电流时，导体在与B、I都垂直的方向上出现电势差：abBAAI电荷是电子时，___电势高电荷是正离子时，____电势高试分析霍尔电压与那些因素有关？自己假设条件霍尔效应：磁场垂直导体中电流时，导体在与B、I都垂直的方向上出现电势差：应用四：霍尔效应与霍尔元件abBAAI霍尔电压与那些因素有关？自己假设条件单个电荷的e、m,定向移动速度v导体单位体积内电荷数n，厚度b（沿着B的方向），高度a，导体内电流为I匀强磁场B，垂直导体面导体侧面(沿着a的方向）霍尔电压UAA`vevBeEaAAabBAAIAAUevBeaAAUvBaIIBaBaneSneab1IIBBnebnebAAIBUKb单个电荷不偏转时：电流微观公式：I=nesv应用：探测磁感应强度的值。工作面垂直磁场放置，利用表的读数读出磁感应强度。例：如图9-31所示为一电磁流量计的示意图，截面为正方形的非磁性管，其边长为d，内有导电液体流动，在垂直液体流动方向加一指向纸里的匀强磁场，磁感强度为B。现测得液体a、b两点间的电势差为U（a、b为流量计上下表面的两点），求管内导电液体的流量Q。ab液体图9-31+_导电液体BE++++____++++____Uab2UqBqvEqdEUvBBdVvtdUdQttB应用五：磁流量计磁流体发电机专题复习磁流体发电是一项新兴技术，它可以把物体的内能直接转化成电能。其原理是将等离子体（高温下产生的等量的正、负离子的气体）以某一速度v0射入磁场中，正负离子向不同的极板偏转，从而使两极板带上等量异号电荷。当两板间电压达到某一值时，电荷不再偏转。此电压值即等于此磁流体发电机的电动势。设喷射等离子体的速度为v0，匀强磁场为B，两极板间距离为d，两极板长为L，宽为a，等离子体的电阻率为求：（1）该发电机的电动势。（2）若在两极板间接入电阻R，求极板间的电压。练习题LRE,rBdII0(2)draLRRaLUBdvRrRaLd00(1)qBqvBdvd（09年宁夏卷）医生做某些特殊手术时，利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度。电磁血流计由一对电极a和b以及磁极N和S构成，磁极间的磁场是均匀的。使用时，两电极a、b均与血管壁接触，两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直，如图所示。由于血液中的正负离子随血流一起在磁场中运动，电极a、b之间会有微小电势差。在达到平衡时，血管内部的电场可看作是匀强电场，血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零。在某次监测中，两触点的距离为3.0mm，血管壁的厚度可忽略，两触点间的电势差为160µV，磁感应强度的大小为0.040T。则血流速度的近似值和电极a、b的正负为（）A.1.3m/s，a正、b负B.2.7m/s，a正、b负C.1.3m/s，a负、b正D.2.7m/s，a负、b正A2、如下图所示，在充电的平行金属板间有匀强电场和方向垂直纸面向里的匀强磁场。一带电粒子以速度v从左侧射入，方向垂直于电场方向和磁场方向，当它从右侧射出场区时，动能比射入时小，若要使带电粒子从射入到射出动能是增加的，可采取的措施有（不计重力）（）A．可使电场强度增强B．可使磁感应强度增强C．可使粒子带电性质改变（如正变负）D．可使粒子射入时的动能增大3、如图所示，带电平行板间的匀强电场竖直向上，匀强磁场方向垂直纸面向里。某带电小球从光滑轨道上的a点自由滑下，经轨道端点P进入板间后恰好沿水平方向做直线运动。现使小球从稍低些的b点开始自由滑下，在经过P点进入板间后的运动过程中，则（）A、小球的速度将逐渐增大B、小球的动能将逐渐增大C、小球所受的洛仑兹力将逐渐增大D、小球所受的电场力将逐渐增大+-abPB4、设空间存在竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，如图所示，已知一离子在电场力和洛仑兹力作用下，从静止开始自A沿曲线ACB运动，到达B点时，速度为零，C点为最低点，不计重力，以下说法正确的是（）A．离子必带正电荷B．A点和B点位于同一高度C．离子在C点时速度最大D．离子到B点后，将沿曲线返回A点1．三种粒子（均不计重力）：质子、氘核和粒子由静止开始在同一匀强电场中加速后，从同一位置沿水平方向射入图中虚线框内区域，虚线框内区域加有匀强电场或匀强磁场，以下对带电粒子进入框内区域后运动情况分析正确的是：()A．区域内加竖直向下方向的匀强电场时，三种带电粒子均可分离B．区域内加竖直向上方向的匀强电场时，三种带电粒子不能分离C．区域内加垂直纸面向里的匀强磁场时，三种带电粒子均可以分离D．区域内加垂直纸面向里的匀强磁场时，三种带电粒子均不可以分离