高中物理课件：1-2-1习题课2：带电粒子在相互垂直的电场和磁场中运动.ppt

==新课标物理选修2==： 第1章：《安培力与洛伦兹力》 §1.2.1习题课： 洛伦兹(1853～1928)荷兰人Lorentz.H.A 带电粒子在正交场中的运动 【互相垂直的电场和磁场（混合场）】 1、速度选择器： 课本P11（3） 例1、 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。具有某一水平速度v的带电粒子将沿着图中所示的虚线穿过 两板间的空间而不发生偏转。具有其他速度的带电粒子将发生偏转 。这种器件能把具有以上速度v 的粒子选择出来，所以叫做速度选 择器。试证明带电粒子具有速度v＝E/ B 时，才能沿着图示的虚线 路径通过。 构造： 带电粒子沿直线通过的条件： 洛仑兹力FL等于电场力F电： 即： 粒子能沿直线穿出，则： qvB qE 问：若是负电荷，能不能穿出？ a b 问：粒子穿过速度选择器过程中， 动能如何变？ 利用所学的知识，请你想办法将下列粒子分开？ （1）速度不同的电子 （2）具有相同动能的质子和α粒子 qvB qE a b 又问：粒子速度v＝E/ B 从b孔进， 可否从a孔出？ 2、磁流体发电机（等离子发电机）： 课本P11（4） 构造及发电原理： 磁流体发电机的原理示意图 右侧视图 设两极间距离为d，当正、负离子以速率v匀速通过时， 对其中的一个离子有： 电源的电动势： 电路 外电路 内电路 负载R 两极板间的空间 qvB qvB qE qE E I 3、电磁流量计： 例3、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两点间的电势差U，就可以知道管中液体的流量Q －－－单位时间内流过液休的体积（m3/s）。已知管内的直径为 d，磁感应强度为B，试推出Q与 U 的关系表达式。 设导电液体流速为v（即离子定向运动速度）， 的体积为V， 则对液体中的某一离子： 时间t内流过液体 流量： 左视图 课本P32（5） 例4、一种测量血管中血流速度的仪器原理图，如右图所示，在动 脉血管两侧分别安装电极并加磁场，设血管直径为2mm ，磁场的 磁感应强度为0.080T，电压表测出的电压为0.10V．则血流速度 大小为多少？ N S 左视图 在匀强磁场中放置一个矩形截面的载流导体，当磁场 方向与电流方向垂直，导体在与磁场、电流方向都垂直的方向是 出现了电势差的现象 例5、利用如图所示的方法可以测得导体中单位体积内自由电子数 n，现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，当通以图示方向电流I时，在导体的上下 表面间用电压表测得电压U，已知自由电子的电量为e，则下列判 断正确的是： A、上表面电势高 B、下表面电势高 C、该导体单位体积内的 自由电子数为n=I/ehb D、该导体单位体积内的由电子数为n=BI/ehb b h V 4、霍尔（Hall）效应： 霍尔电压 课本P99（拓展学习） 例6、如下图所示．电磁流量计 广泛应用于测量可导电液体（如 污水）在管中的流量（在单位时间内通过管内 横截面的流体的体积）。为一简化，假设流量计是如图所示的横截 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流体的管道相连接（图中虚线）。 图中流量计的上下两面是金属材料，前后两面是绝缘材料。现于流 量计所在处加磁感强度为B 的匀强磁场，磁场方向垂直于前后两面 ，当导电流体稳定地流经流量计时，在管外将流量计上、下两表面 分别与一串接了电阻的电流表的两端连接，I表示测得的电流值． 已知流体的电限率为ρ，不计电流表的内阻，则可求得流 量为： 例7、电磁泵是应用磁力来输送导电液体（如液态金属、血液等） 的装置，它不需要机械活动组件。下图是电磁泵输送导电液体原 理的示意图，绝缘管道的横截面为边长a＝0.3cm 的正方形，导 电液体在管中缓缓流动，在管道中取长L＝2.00cm 的部分，将它 的上下管壁做成可以导电的导体，通以电流 I，并在垂直于管道 和电流的方向加一个横向磁场，磁感应强度为B＝1.5T，要在管 道中产生4 .0×103Pa的压强，推动导电液体流动，电流强度 I 应 为多少？ * 海绵宝宝 * 海绵宝宝