回旋加速器、磁流体发电机、霍尔效应、电磁流量计.ppt

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1、磁流体发电机霍尔效应电磁流量计一、速度选择器装置：平行板器件中，有正交的匀强电场和匀强磁场原理：带电粒子垂直进入正交场时，只有某一速度的粒子能沿直线运动，并从小孔中出来其它速度的粒子将发生偏转，不能从小孔中出来功能：只选择速度，与粒子的电性、电量、质量无关v=E/BEq=Bvq二、质谱仪1、构造：粒子源加速电场偏转磁场照相底片U2、用途：把不同比荷的粒子分开，测量带电粒子的荷质比和分析同位素。粒子源加速电场偏转磁场照相底片Uv分析：q/m不同→r不同→打在相片的不同位置→在照片上会形成若干条谱线状的细条→每一条普

2、线对应于一定的荷质比三、回旋加速器（1）构造：两个半圆形的金属盒，盒间有一窄缝，窄缝中有一粒子源。盒子处在匀强磁场中，窄缝区域无磁场，但有交变电场。2．工作原理：粒子源发出带电粒子，在窄缝中被电场加速，然后进入磁场做圆周运动，到达窄缝后又被加速，进入磁场又做圆周运动，如此这样一直运动下去，最后会从盒子的外边缘飞出。A’A’AAv0v1v2v3v4A’A’AAv0v1v2v3v4（1）粒子每次进入狭缝都被电场加速：交变电场的变化周期（2）粒子的最大速度和最大动能：=粒子做圆周运动的周期。粒子的最大半径rm=D形盒的半径

3、：RA’A’AAv0v1v2v3v4（3）粒子在金属盒中运动的总时间旋转圈数问题：加速电压使粒子不断加速，洛伦兹力并不对粒子做功但影响最大动能的是B，而不是U，怎么解释？分析：（1）加速电压高，粒子每次加速后的动能增量大，回旋半径增加多，回旋次数少，被加速的次数少。（2）B越大，r增加得越少，粒子回旋次数增多，被加速次数也越多，粒子的最大动能也越大。四、磁流体发电机1、等离子体：气体通常呈中性，但在高温下，气体会被电离成正负离子，这种状态下的气体称为等离子体。2、磁流体发电机的原理：（1）装置：M、N为平行金属，板间

4、有匀强磁场，让等离子体从两板之间垂直进入匀强磁场。MNv（2）磁流体发电机的原理：正负离子→受到f洛→偏转→打到两金属板上→两板间产生电场、电压。MNv当金属板与用电器组成闭合回路，金属板相当于电源。电荷量积累到一定程度：f洛=F电→粒子不再偏转→两板间电压达到最大。此后的粒子均做匀速直线运动。此时两板间电压即为电源的电动势开始阶段：电压较小→f洛>F电→两板上电荷增多→场强、电压增大。设：平行金属板面积----S间距---L等离子体电阻率---ρ喷入气体的速度----v磁场的磁感强度---B板外电阻--------

5、--R求：R中的电流1、定义：当通有电流的导体处在垂直于电流方向的磁场中时，会在导体的上、下表面产生电压，这一现象称为~金属导体IvfEqEfd2、霍尔电压：导体的上、下表面所达到的稳定的电压。五、霍尔效应3、霍尔电压的计算式：当磁场不太强时，电势差U、电流I和B的关系为：k---霍尔系数：−−−−−−++++++dbUHIB霍尔电压：UH=Bvd.霍尔电压：由I=nqSv，v可表示为：I/nqS霍尔系数：例：如图所示，长方形玻璃水槽中盛有NaCl水溶液，在水槽的左右侧c、d的内侧各装一导体片，使溶液中通入沿x轴正方

6、向的电流I，沿y轴正方向加恒定的匀强磁场B，图中a、b是垂直于z轴方向的前后两侧面，则：A.a处电势等于b处电势B.a处离子浓度大于b处离子浓度C.溶液的上表面电势等于下表面电势D.溶液的上表面处离子浓度大于下表面处的离子浓度bcNaIdZxyB分析：（1）电解质中运动的钠离子沿电流方向运动（图中为右）而氯离子沿电流的反方向运动（图中为左）。（2）由左手定则，它们所受的洛仑兹力都使它们偏向a侧面,故：a侧面离子浓度大于b侧面的离子浓度但由于到达a侧面的电荷量相互抵消，故a侧面不带电，b侧面也不带电，导体中无电场存在。

7、因此：导体内各点电势均相等。故a、b侧面电势相等；上、下面也等（3）上、下表面离子浓度均相等。bcNaIdZxyB例：如图所示,一块通电的铜板放在磁场中,铜板的板面与磁场垂直,板内通有图示方向的电流a、b分别是铜板的左右边缘的两点，则A.电势φa>φbB.电势φa<φbC.电流增大,φa-φb增大D.其它条件不变,将铜板改为NaCl水溶液时,空间各点的电势大小与铜板导电时的情况一样abI分析：铜板中导电的电荷是电子，定向移动的速度方向与电流的方向相反，由左手定则可判断电子在磁场中偏转的方向偏向a侧，a板带负电，b板带

8、正电，发生霍尔效应，电势φa<φb。稳定时，电子受力平衡电解质中运动的Na离子和Cl离子受磁场力作用均偏向b侧,使b侧离子浓度大于a侧的离子浓度,则NaCl水溶液中各处电势都相等.三、电磁流量计1、用途：测量可导电流体（如污水）在管中的流量（单位时间内通过管内横截面的流体的体积）。bac2、模型：横截面为长方形的一段管道，中空部分的长、宽、高分