《洛伦兹力与现代技术》教案

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1、洛伦兹力与现代技术1、带电粒子在匀强磁场中运动轨迹及处理方法.（1）运动轨迹.带电粒子（不计重力）以一定得速度v进入磁感应强度为B的匀强磁场中：（2）带电粒子在匀强磁场中的圆周运动：×××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××OvF=qvB如图所示，带电粒子以速度v垂直磁场方向入射，在磁场中做匀速圆周运动，设带电粒子的质量为m，所带的电荷量为q。①轨道半径：由于洛伦兹力提供向心力，则有…………（ⅰ）②周期：由轨道半径与周期之间的关系，代入（ⅰ）式，得…………

2、（ⅱ）（3）两点说明：①由公式知，在匀强磁场中，做匀速圆周运动的带电粒子，其轨道半径跟运动速率成正比。②由公式知，在匀强磁场中，做匀速圆周运动的带电粒子，周期跟轨道半径和运动速率均无关，而与比荷成反比。2、质谱仪.（1）结构如图，主要由以下几部分构成：①加速电场（U）②速度选择器（E、B1）③偏转磁场（B2）④照相底片（2）工作原理：①加速：粒子通过加速电场，根据动能定理.②速度选择：粒子通过速度选择器，根据匀速直线运动的条件（受力平衡）.③偏转：粒子在偏转磁场B2）的作用下做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，即，故，从粒子打在底片上的位置可以测出粒子在偏转磁场中的轨道直径d，则有：进而可算出

3、粒子的比荷（荷质比）和质量分别为，.④用途：测定带电粒子的质量，分析同位素。3、回旋加速器.见专题三——回旋加速器.4、磁流体发电机.（1）等离子体——即高温下电离的气体，含有大量的带正电荷和负电荷的微粒，总体是电中性的。（2）目前世界上正在研究的一种新型发电机叫磁流体发电机，它可以把气体的内能直接转化为电能，磁流体发电机的基本原理就是霍尔效应，图表示出了它的发电原理：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，而从整体上来说是呈电中性）喷射入磁场，磁场中有两块金属板A、B，则高速射入的离子在洛伦兹力的作用下向A、B两板聚集，使两板间产生电势差，若平行金属板距离为d，匀强

4、磁场磁感应强度为B，等离子体流速为v，气体从一侧面垂直磁场射入板间，不计气体电阻，外电路电阻为R，则两板间最大电压和可能达到的最大电流为多少？【分析】：.