磁流体发电机

差称U为，霍电尔流系I数和。B的关系为：U

K
IB d
,式中的比例系数K
设电流I是由电子的定向流动形成的，电子的平均定向
速率为v,电荷量为-e, 问：
(1)A __ A
(2) F洛=？ (3) UA′A= U时，F电=？ (4)当静电力和洛伦兹力平衡时
证明霍尔系数满足：K 1 ne
总结：霍尔效应
A3
A1 A2
B1 A4
B2
源自文库
6.回旋加速器
直线加速器
～
粒子在每个加速电场中的运动时间相等， 因为交变电压的变化周期相同
回 旋 加 速 器
密立根实验—电场力与 速度选择器—电场力与洛伦
重力实验
兹力的平衡
直线加速器—电场的加 速
质谱仪—磁场偏转
示波管—电场的加速和 回旋加速器—电场加速、磁
2.磁流体发电机
2.磁流体发电机的原理
训练1：等离子气体喷入磁场，正、负离子在洛伦兹力
作用下发生偏转而聚集到a、b板上，产生电势差。设a、
b平行金属板的长度为L，正对面积为S，相距d，等离子
气体的电阻率为ρ，喷入气体速度为v，板间磁场的磁感
应强度为B，板外电阻为R，当等离子气体匀速通过a、
b板间时，求：
1.速度选择器
1.速度选择器——电场力与洛伦兹力的平 衡
◆总结：速度选择器
①任何一个存在正交电场的磁场的空间都可看 作速度选择器
②速度选择器只选择速度而不选择粒子的种类， 只要v=E/B，粒子就能沿直线匀速通过选择器， 而与粒子的电性、电荷量、质量无关。（不计 重力） ③对于确定的速度选择器有确定的入口与出口。
(1)两板间电势差U？
(2)通过R的电流I？
a
L
d
b
S
◆总结：磁流体发电机、 磁流体发电机
①进入磁场的 粒子带正、负 电荷
②当Eq=Bqv时两 板间电势差达到 最大
U=Bdv
3.霍尔效应
3.霍尔效应
如图所示，厚度为h、宽度为d的导体板放在垂直于它的 磁感应强度为B 的均匀磁场中，当电流通过导体板时， 在导体的上侧面A和下侧面A′之间会产生电势差，这种 现象称为霍尔效应。 实验表明：当磁场不太强时，电势
偏转
场偏转
电流表—安培力矩 电视机显像管—电场加速、 磁场偏转
电动机—安培力矩 磁流体发电—电场力与洛伦 兹力的平衡
霍尔效应—电场力与洛 磁流体发电机—电场力与洛 伦兹力作用下的偏转与 伦兹力作用下的偏转与平衡
平衡
标度，就可通过测定U来确定B的大小了
4.电磁流量计
4.电磁流量计根据霍尔效应其原理可解释为：所
示，一圆形导管直径为d，用非磁性材料制成，
其中有可以导电的液体向左流动。导电液体中
的自由电荷（正负离子）在洛伦兹力作用下横
向偏转，a、b间出现电势差。当自由电荷所受
电场力和洛伦兹力平衡时，a、b间的电势差就
霍尔效应（磁强计）
①导体中通过电流时， 在运动的电荷为电子， 带负电；
②当电子所受电场力与 洛仑兹力相等时，导体 上、下侧电势差稳定。
设c、d间电势差达到稳定，则U=EL，此时导电的自 由电荷受到的电场力与洛伦兹力相平衡，Eq=qvB， 式中v为自由电荷的定向移动速度。由此可知， 。 设导体中单位体积内的自由电荷数为n，则电流 I=nqsv，式中S为导体横截面积，S=Ld。因此，由 此可知B∝U。这样只要将装置先在已知磁场中定出
5.质谱仪
5.质谱仪原理分析
1、质谱仪是测量带电粒子质量和分析同位素的重要工具 2、基本原理
将质量不等、电荷数相等的带电粒 子经同一电场加速再垂直进入同一匀强 磁场，由于粒子动量不同，引起轨迹半 径不同而分开，进而分析某元素中所含 同位素的种类
3、推导
加速：qU 1 mv2 2
偏转：R mv 1 d qB 2
R 1 d 1 2mU 2 Bq
训练2:如图所示，有a、b、c、d四个离子，它们
带等量同种电荷q,质量关系：ma=mb＜mc=md， 速度关系:υa<υb=υc<υd,进入磁感应强度为B1电场 强度为E的速度选择器后，有两个离子从速度选
择器中射出，进入B2磁场，由此可判定
A1 A2 A3 A4 轨迹分别对应什么离子？
保持稳定。 由qvB=Eq= U q
d
U
，可得v= Bd ，
流量Q=sv= d 2 . U dU
4 Bd 4B
电磁流量计
◆总结：电磁流量计、
电磁流量计
①流动的导电液体含有正、负离子
②流量指单位时间内流过的体积： Q=Sv ③当液体内的自由电荷所受电场 力与洛仑兹力相等时，a、b间的 电势差稳定。