速度选择器磁流体体发电机洛伦兹力习题课.ppt

洛伦兹力 习题课 【课标要求】 了解电子束的磁偏转原理以及在科学技术中的应用。 【学习目标】 了解速度选择器基本构造及工作的基本原理 了解磁流体发电机基本构造及工作的基本原理 通过自主阅读知道电视显像管的基本构造及工作的基本原理，能解释电视机中的磁偏转 【学习重点】 速度选择器、磁流体发电机、电视显像管的基本构造及工作的基本原理 【学习难点】 洛伦兹力在速度选择器、磁流体发电机、电视显像管中的作用 小组讨论1： 1、其他条件不变，把粒子改为负电荷，能通过吗？ 原理 小结： 一、速度选择器 1.速度选择器与电荷的正负无关；只选择速度的大小和方向（从哪侧进入）。 2.带电粒子必须以唯一确定的速度（包括大小、方向）才能匀速（或者说沿直线）通过速度选择器。否则偏转。 3.注意电场和磁场的方向搭配。 当Eq=Bqv即v=E/B时，粒子作匀速直线运动，电场力不做功 当EqBqv即vE/B时，粒子作曲线运动，电场力做负功 当EqBqv即vE/B时，粒子作曲线运动，电场力做正功 二、磁流体发电机 电动势：E’=Ed=Bvd 三、电视显像管 原理：应用电子束磁偏转的道理 * * * 学习环节一.速度选择器 在速度选择器中，不计重力，则： 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。 Eq=Bqv即v=E/B 这种装置能把具有某一特定速度的粒子选择出来，匀速（或者说沿直线）通过,所以叫速度选择器。 特定速度的大小： 2、电场、磁场方向不变，粒子从右向左运动，能直线通过吗？ 3、想让带电粒子从右侧进入直线通过，速度选择器如何变化？ 结论： 1.速度选择器与电荷的正负无关；只选择速度的大小和方向（从哪侧进入）。 2.带电粒子必须以唯一确定的速度（包括大小、方向）才能匀速（或者说沿直线）通过速度选择器。否则偏转。 3.注意电场和磁场的方向搭配。 课堂评价1．如图所示是粒子速度选择器的原理图，如果粒子所具有的速率v=E/B，那么: ( ) A．带正电粒子必须沿ab方向从左侧进入场区，才能沿直线通过 B. 带负电粒子必须沿ba方向从右侧进入场区，才能沿直线通过 C．不论粒子电性如何，沿ab方向从左侧进入场区，都能沿直线通过 D. 不论粒子电性如何，沿ba方向从右侧进入场区，都能沿直线通过 c 若速度小于这一速度 VE/B即洛伦兹力小于电场力 若速度大于这一速度VE/B即洛伦兹力大于电场力 电场力将大于洛伦兹力，带电粒子将向电场力方向偏转， 电场力做正功，动能将增大，洛伦兹力也将增大, 轨迹是一条曲线。 电场力将小于洛伦兹力,带电粒子将向洛伦兹力方向偏转，电场力将做负功，动能将减小，洛伦兹力也将减小， 轨迹是一条曲线。 小组讨论2： 小结： — + B E v=E/B vE/B F f F f 当EqBqv即vE/B时，粒子作曲线运动，电场力做正功 当Eq=Bqv即v=E/B时，粒子作匀速直线运动，电场力不做功 当EqBqv即vE/B时，粒子作曲线运动，电场力做负功 vE/B 及时反馈：在两平行金属板间有正交的匀强电场和匀强磁场，一个带电粒子垂直于电场和磁场方向射入场中，射出时粒子的动能减少了，为了使粒子射出时动能增加，在不计重力的情况下，可采取的办法是： A.增大粒子射入时的速度 B.减小磁场的磁感应强度 C.增大电场的电场强度 D.改变粒子的带电性质　 BC 课堂评价2：正交的匀强磁场和匀强电场的磁感应强度和电场强度分别为B和E，一带电的粒子，以速度v1垂直射入，而以速度v2射出，则（ ） A.v1=E/B v2＜v1 B.v1＞E/B, v2＜v1 C.v1＜E/B v2＞v1 D.v1＞E/B .v2＞v1 BC qBv Eq qBv Eq 学习环节2.磁流体发电机 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为电能，右图是它的示意图，平行金属板A、B之间有一个很强的磁场，将一束等粒子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）喷入磁场，AB两板间便产生电压。如果把AB和用电器连接，AB就是一个直流电源的两个电极。 流体为：等离子束 目的：发电 磁流体发电机 1、图中AB板哪一个是电源的正极？ 2、此发电机的电动势？（两板距离为d，磁感应强度为B，等离子速度为v，电量为q） d B 正电荷 Eq=Bqv 磁流体发电机 Eq=Bqv 电动势：E’=Ed 电动势：E’=Bvd 课堂评价3：如图所示是等离子体发电机的示意图，平行金属板间的匀强磁场的磁感应强度B=0.5T，两板间距离为20㎝，要使AB端的输出电压为220V，则等离子垂直射入磁场的速度为多少？ 代入数据得v=2200m