(上课用)洛伦兹力与现代科技.ppt

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1、专题：洛伦兹力与现代科技,1、回旋加速器2、速度选择器3、质谱仪4、磁流体发电机5、电磁流量计6、霍尔效应,美国费米实验室加速器,2、原理,交变电压：保证带电粒子每次经过窄缝时都被加速。,用磁场控制轨道、用电场进行加速,试证明：带电粒子具有速度 时，才能沿着图示虚线路径通过这个速度选择器。,【知识应用】：,v,3.在如图所示的平行板器件中，电场强度E和磁感应强度B相互垂直。具有不同水平速度的带电粒子射入后发生偏转的情况不同。这种装置能把具有某一特定速度的粒子选择出来，所以叫做速度选择器。,质谱仪结构及工作原理：,U0,U,B1,B2,例3、如图所示是质谱仪的示意图。已知速度选择器中的磁场B1=

2、0.40T，电场E=1.00105N/C；偏转分离器中的匀强磁场B2=0.50T。现有各带一个元电荷电量的两种铜离子，在感光底片上得到两个感光点A1、A2，测得SA1=0.658m，SA2=0.679m。求两种铜离子的质量数。（已知e=1.6010-19C，mp=1.6710-27kg）,（2）若A、B两板相距为d，板间的磁场按匀强磁场处理，磁感应强度为B，等离子体以速度v沿垂直于B的方向射入磁场，该发电机的电动势是多大？,4、如图所示，磁流体发电机是一项新兴技术，它可以把物体的内能直接转化为电能。平行金属板A、B之间有一个很强的磁场，将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子

3、）喷入磁场，A、B两板间便产生电压。如果把A、B和用电器连接，A、B就是一个直流电源的两个电极。（1）图中A、B板哪一个是发电机的正极。,N,S,N,S,N,S,N,S,四、电磁流量计知识如图是电磁流量计的示意图，在非磁性材料做成的圆管道外加一匀强磁场区域，当管中的导电液体流过此磁场区域时，测出管壁上的a、b两点间的电压U，就可以知道管中液体的流量Q单位时间内流过液体的体积(m3/s),流量：Q=Sv=dU/4B,Bqv=Eq=qu/d得v=U/Bd,电磁流量计原理例6、如图所示为一电磁流量计的示意图，截面为圆形的非磁性管，直径为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为流量计两电极），求管内导电液体的流量Q。,六、霍尔效应原理,k-霍尔系数：,UH,霍尔电压：UH=Bvd.,由I=nqSv，则v=I/nqS,霍尔系数：,霍尔电压：,当磁场不太强时，电势差U、电流I和B的关系为：,I,