第6课时：速度选择器、磁流体发电机专题.ppt

高三复习 .速度选择器 在电、磁场中，若不计重力，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。 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。 思考 ：其他条件不变，把粒子改为负电荷，能通过吗？ 电场、磁场方向不变，粒子从右向左运动，能直线通过吗？ Eq=Bqv即v=E/B 速度选择器： 1.速度选择器只选择速度，与电荷的正负无关； 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。 ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ － － － － ― ― ― v 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，轨迹是一条复杂曲线。 若速度小于这一速度？ 电场力将大于洛伦兹力，带电粒子向电场力方向偏转， 电场力做正功，动能将增大，洛伦兹力也将增大； 若大于这一速度？ 速度选择器 — + B E v=E/B vE/B F f F f 当Ff时，EqBqv即：vE/B时，粒子作曲线运动。 当F=f时，Eq=Bqv即：v=E/B时，粒子作匀速直线运动。 当Ff时，EqBqv即：vE/B时，粒子作曲线运动。 vE/B 1 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 2．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 3：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 4：如图所示是质谱仪的示意图。已知速度选择器中的磁场B1=0.40T，电场E=1.00×105N/C；偏转分离器中的匀强磁场B2=0.50T。现有带一个基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=1.60×10-19C，mp=1.67×10-27kg） 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。 d 原理 B 正电荷 Eq=Bqv 磁流体发电机 Eq=Bqv 电动势：E’=Ed=Bvd 电流：I=E’/（R+r） 流体为：等离子束 目的：发电 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） B板 1：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/s 电流的方向如何？ 由B到A 原理是：等离子气体喷入磁场，正、负离子在洛仑兹力作用下发生偏转而聚集到A、B板上，产生电势差. 设A、B平行金属板的面积为S，相距L，等离子体的电阻率为ρ，喷入气体速度为v，板间磁场的磁感强度为B，板外电阻为R，当等离子气体匀速通过A、B板间时，A、B板上聚焦的电荷最多，板间电势差最大，即为电源电动势，此时通过R的电流是多大？ S R E, r B L I I 电源内电阻r=ρL/s E 场q=BqV，E场=BV 电动势E= E场L=BLV L S ρ 电源内电阻 r = R中电流I= E R＋r = BLV ρ R ＋ L S BLVS RS＋ ρL = 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