速度选择器、磁流体发电机专题复习

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速度选择器专题复习 当F=f时，Eq=Bqv即：v=E/B时，粒子作匀速直线运动。 当F<f时，Eq<Bqv即：v>E/B时，粒子作曲线运动。 当F>f时，Eq>Bqv即：v<E/B时，粒子作曲线运动。— v<E/B B v=E/B f E f v>E/B+

F F

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例：如图所示是质谱仪的示意图。已知速度选择器中 如图所示是质谱仪的示意图。 的磁场B 的磁场 1=0.40T,电场 ，电场E=1.00×105N/C;偏转分离器 × ; 中的匀强磁场B 中的匀强磁场 2=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A 两种铜离子，在感光底片上得到两个感光点 1、A2, 测得S 测得 A1=0.658m,SA2=0.679m。求两种铜离子的质量 ， 。 。(已知 已知e=1.60×10-19C,mp=1.67×10-27kg) 数。(已知 × , × ) mv0 2 B1qv0 = Eq B2 qv0 = R qB1 B2 R m= E SA1 SA2 其中R分别为：R1 = R2 = 2 2 m 质量数为：n = mp

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磁流体发电机专题复习磁流体发电是一项新兴技术， 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( 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v 射入磁场中， 的正、负离子的气体)以某一速度 0射入磁场中，正负 离子向不同的极板偏转， 离子向不同的极板偏转，从而使两极板带上等量异号电 当两板间电压达到某一值时，电荷不再偏转。 荷。当两板间电压达到某一值时，电荷不再偏转。此电 压值即等于此磁流体发电机的电动势。 压值即等于此磁流体发电机的电动势。设喷射等离子体 的速度为v 匀强磁场为B,两极板间距离为d, 的速度为 0,匀强磁场为 ，两极板间距离为 ，两极板 长为L,宽为a, 长为 ，宽为 ，等离子体的电阻率为 ρ 求： (1)该发电机的电动势。 )该发电机的电动势。 (2)若在两极板间接入电阻 ，求极板间的电压。 )若在两极板间接入电阻R,求极板间的电压。

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原理(1)

εd

q = Bqv0

ε = Bdv0

B

d

正电荷

负电 荷

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Bd L

I I R

d (2)r = ρ aL R RaL ε= U= Bdv0 R+r RaL + ρ d

E, r

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例：如图9-31所示为一电磁流量计的示意图，截 面为正方形的非磁性管，其边长为d,内有导电 液体流动，在垂直液体流动方向加一指向纸里 的匀强磁场，磁感强度为B。现测得液体a、b两 点间的电势差为 U( a、b为流量计上下表面的 两点),求管内导电液体的流量Q。a _ _ _ _ _ _ _ _ U E B _ 导电液体 + a 液体 b

+ + + + + + + + b

Uq Bqv = Eq = d E U v= = B Bd V vtd 2 Ud Q= = = t t B

图9-31

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(09年宁夏卷)医生做某些特殊手术时，利用电磁血流计来 09年宁夏卷)医生做某些特殊手术时， 年宁夏卷 监测通过动脉的血流速度。电磁血流计由一对电极a和 以及 监测通过动脉的血流

速度。电磁血流计由一对电极 和b以及 磁极N和 构成 磁极间的磁场是均匀的。使用时，两电极a、 构成， 磁极 和S构成，磁极间的磁场是均匀的。使用时，两电极 、 b均与血管壁接触，两触点的连线、磁场方向和血流速度方向 均与血管壁接触， 均与血管壁接触 两触点的连线、 两两垂直，如图所示。 两两垂直，如图所示。由于血液中的正负离子随血流一起在 磁场中运动，电极a、 之间会有微小电势差 在达到平衡时， 之间会有微小电势差。 磁场中运动，电极 、b之间会有微小电势差。在达到平衡时， 血管内部的电场可看作是匀强电场， 血管内部的电场可看作是匀强电场，血液中的离子所受的电 场力和磁场力的合力为零。在某次监测中， 场力和磁场力的合力为零。在某次监测中，两触点的距离为 3.0mm,血管壁的厚度可忽略，两触点间的电势差为160µV 160µV, 3.0mm,血管壁的厚度可忽略，两触点间的电势差为160µV, 磁感应强度的大小为0.040T 则血流速度的近似值和电极a 0.040T。 磁感应强度的大小为0.040T。则血流速度的近似值和电极a、 b的正负为 ( ) A. 1.3m/s ,a正、b负 正 负 B. 2.7m/s ,a正、b负 正 负 C. 1.3m/s, a负、b正 ， 负 正 D. 2.7m/s ,a负、b正 负 正 A

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霍尔元件bA

B

a

IA′

Afvv

f vv v v

fv vv v

fvv

f v v

Ifv v f vv vv

ff vv v v

f

f v v v v

fv v v f

ff

ff

ff

ff

ff

ff

ff

fv vv

fv v

fv

v

v v

v v

v

v

v v

A′

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evB

U AA′ evB = e a

v

bA

B

eE U AA′ = vBa I I = Ba = Ba neS neab I 1 IB = B= neb ne b

aA′

I

A

U AA′

IB =K b

aA′

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