磁场在生活科技中的应用1.ppt

磁场对通电导线的安培力应用 一:电流天平 如图所示为电流天平，可以用来测量匀强磁场的磁感应强度。它的右臂挂着矩形线圈，匝数n=9，线圈的水平边长为L，处于匀强磁场内，磁感应强度B的方向与线圈平面垂直。当线圈中通过电流I时，调节砝码使两臂达到平衡。然后使电流反向，大小不变。这时需要在左盘中增加质量为m的砝码，才能使两臂重新平衡。 (1)导出用已知量和可测量n、m、L、I计算B的表达式； (2)当L=10.0cm，I=0.10A，m=8.78g时，磁感应强度是多少？ 　 二、电磁炮 　　根据磁场对电流会产生作用力的原理，人们研制出一种新型的发射炮弹的装置－电磁炮，电磁炮是一种理想的兵器，它的主要原理如图所示，1982年澳大利亚国立大学制成了能把2．2ｇ的弹体（包括金属杆ＥＦ的质量）加速到10ｋｍ／ｓ的电磁炮（常规炮弹速度大小约为2ｋｍ／ｓ），若轨道宽2ｍ，长为100ｍ，通过的电流为10Ａ，则轨道间所加匀强磁场的磁感应强度为多少Ｔ？磁场力的最大功率Ｐ为多大？（轨道摩擦不计）． 三、电磁泵 　 磁场对运动电荷的洛仑兹力的应用 一、速度选择器 二:磁流体发电机 磁流体发电是一项新兴技术，它可以把气体的内能直接转化为电能，图示是磁流体发电机的装置：Ａ、Ｂ组成一对平行电极，两极间距为ｄ,内有磁感强度为Ｂ的匀强磁场，现持续将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量带正电和带负电的微粒，而从整体来说呈中性）垂直喷射入磁场，每个离子的速度为ｖ，电量大小为ｑ，忽略两极之间等效内阻，稳定时，A和B两板间便产生电压。如果把A和B与用电器连接，A和B就是一个直流电源的两个电极。 (1)分析电势较高的是哪个极板？ (2)该磁流体发电机的电动势Ｅ多大？ (3)外电路电阻为Ｒ，则Ｒ所消耗的功率Ｐ为多大？ 三、电磁流量计 1、质谱仪的构造: ①带电粒子注入器 ②加速电场（U） ③速度选择器（E, B1） ④偏转磁场（B2） ⑤照相底片 五：回旋加速度器 关于回旋加速器的几个问题 六：电视机显像管 电视机显像管课堂练习 电视机显像管课堂练习解答 七：霍尔效应 谢谢,再见! * * 江阴市青阳中学 周庆伟 １：电流天平 ２：电磁炮 ３：电磁泵 B=0.48T 例题: Ｂ＝55Ｔ Ｐ＝ 思考：如果想提高某种电磁炮的发射速度，理论上可怎么办? 可以通过增强磁场、加大电流、增宽导轨间距、加长导轨长度、减少炮弹体质量来提高炮弹出膛速度. 例题: Ｐ＝ＢＩ／Ｗ 在原子反应堆中抽动液态金属与在医疗器械中抽动血液等导电液体时，由于不允许传动的机械部分与这些液体相接触，常使用一种电磁泵，如图所示这种电磁泵的结构，将导管放在磁场中，当电流穿过导电液体时，这种液体即被驱动，问： 　（1）这种电磁泵的原理是怎样的? 　（2）若导管内截面积为w×h，磁场的宽度为L，磁感应强度为B（看成匀强磁场），液体穿过磁场区域的电流强度为I，如图所示，求驱动力造成的压强差为多少? 例题: １：速度选择器 ２：磁流体发电机 ３：电磁流量计 ４：质谱仪 ５：回旋加速度器 ７：霍尔效应 ６：电视机显像管 在如图所示的平行板电容器中，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。试证明带电粒子只有速度Ｖ＝Ｅ／Ｂ时，才能沿图示虚线路径通过这个速度选择器。 当满足Bqv=qE时,带电粒子做匀速直线运动 当Bqv=qE不满足时,粒子发生偏 与粒子带电正负无关. 与质量无关(重力不计) 与速度方向有关 回到目录 例题: 选择速度 V=E/B 的粒子 Ｂ板是发电机的正极 发电机的电动势Ｅ＝Ｂdv　 回到目录 例题: 演示 电磁流量计如图所示 , 用非磁性材料做成的圆管道 ，外加一匀强磁场 。当管道中导电液体流过此区域时 , 测出管壁上 a 、 b 两点间的电动势为 Ｕ ， 就可知道管中液体的流量 Q ，即单位时间内流过管道横截面的液体体积 ( m3 /s )。已知管道直径为 D , 磁场的磁感应强度为 B ，则 Q 与 Ｕ 间的关系？ Ｑ＝πDE/4B 回到目录 例题: 四：质谱仪 回到目录 2、质谱仪工作原理： (1)带电粒子经加速电场： (2)带电粒子经速度选择器： (3)带电粒子经偏转磁场：d为轨道直径 由此可得：比荷 ； 质量 通过测定d得比荷，再由q可得质量． 已知质谱仪速度选择器部分的匀强电场场强E=1.2×105V/m，磁场的磁感应强度为B1=0.6T,偏转分离器的磁感应强度为B2=0.8T，如图所示，求：（1）能通过速度选择器的粒子的速度多大？（2）质子和氘核进入偏转