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3.14霍尔效应磁流体电磁流量计
1、一种半导体材料称为“霍尔材料”,这种材料有可定向移动的电荷,称为“载流子”,每个载流子的电量大小为1元电荷,即q =1.6×10-19C. 霍尔元件在自动检测、控制领域得到广泛应用,如录象机中用来测量录象磁鼓的转速、电梯中用来检测电梯门是否关闭以控制升降电动机的电源通断等。在一次实验中,一块霍尔材料制成的薄片宽ab=1.0×10-2m、长bc=4.0×10-2m、厚h=1.0×10-3m,水平放置在竖直向上的磁感应强度B=1.5T的匀强磁场中,bc方向通有I=3.0A的电流,如图-2所示,沿宽度产生1.0×10-5V的横向电压。(1)假定载流子是电子,a、b两端中哪端电势较高?(2)薄板中形成电流I的载流子定向运动的速率多大?答案(1)b端电势较高(2)载流子定向运动速率v =6.7×10-4m/s。
2、图-4为磁流体发电机的示意图。设两金属板间的距离为d,两极板间匀强磁场的磁感应强度为B。等离子体垂直进入磁场的速度为v,单个离子所带的电量为q。离子通道(即两极板内所围成空间)的等效电阻为r,负载电阻为R。求(1)该发电机的电动势;(2)发电机的总功率。答案(1)电动势E=Bdv (2)总功率
3、电磁流量计广泛应用于测量可导电流体(如污水)在管中的流量(单位时间内通过管内横截面的流体的体积)。为了简化,假设流量计是如图-6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连接(图中虚线)。图中流量计的上下两面是金属材料,前后两侧面是绝缘材料。现于流量计所在处加磁感应强度为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R的电流表的两端连接,I表示测得的电流值。已知流体的电阻率为ρ,不计电流表的内阻,则可求得流量为多少?
1、一种半导体材料称为“霍尔材料”,这种材料有可定向移动的电荷,称为“载流子”,每个载流子的电量大小为1元电荷,即q =1.6×10-19C. 霍尔元件在自动检测、控制领域得到广泛应用,如录象机中用来测量录象磁鼓的转速、电梯中用来检测电梯门是否关闭以控制升降电动机的电源通断等。在一次实验中,一块霍尔材料制成的薄片宽ab=1.0×10-2m、长bc=4.0×10-2m、厚h=1.0×10-3m,水平放置在竖直向上的磁感应强度B=1.5T的匀强磁场中,bc方向通有I=3.0A的电流,如图-2所示,沿宽度产生1.0×10-5V的横向电压。(1)假定载流子是电子,a、b两端中哪端电势较高?(2)薄板中形成电流I的载流子定向运动的速率多大?答案(1)b端电势较高(2)载流子定向运动速率v =6.7×10-4m/s。
2、图-4为磁流体发电机的示意图。设两金属板间的距离为d,两极板间匀强磁场的磁感应强度为B。等离子体垂直进入磁场的速度为v,单个离子所带的电量为q。离子通道(即两极板内所围成空间)的等效电阻为r,负载电阻为R。求(1)该发电机的电动势;(2)发电机的总功率。答案(1)电动势E=Bdv (2)总功率
3、电磁流量计广泛应用于测量可导电流体(如污水)在管中的流量(单位时间内通过管内横截面的流体的体积)。为了简化,假设流量计是如图-6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连接(图中虚线)。图中流量计的上下两面是金属材料,前后两侧面是绝缘材料。现于流量计所在处加磁感应强度为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R的电流表的两端连接,I表示测得的电流值。已知流体的电阻率为ρ,不计电流表的内阻,则可求得流量为多少?
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S
××××××B
×××××× R
导电流体
图-4
B
a d
I
b c
图-2
I
B
a d
I
b c
图-2
I
b
c
a
图-6
S
××××××B
×××××× R
导电流体
图-4
b
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