磁流体发电机课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,电磁场在科技中的应用,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,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,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）,对于确定的速度选择器有确定的入口与出口。,2.,磁流体发电机,2.,磁流体发电机的原理,d,L,S,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,，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),两板间电势差,U,？,(2),通过,R,的电流,I,？,a,b,总结：,磁流体发电机、,磁流体发电机,进入磁场的粒子带正、负电荷,当,Eq=Bqv,时两板间电势差达到最大,U=Bdv,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，电势差,U,，电流,I,和,B,的关系为：,式中的比例系数,K,称为霍尔系数。,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),(2),F,洛,=,？,(3),U,AA,=,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：,3.,霍尔效应,霍尔效应（磁强计）,导体中通过电流时，在运动的电荷为电子，带负电；,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,BU,。,这样只要将装置先在已知磁场中定出标度，就可通过测定,U,来确定,B,的大小了,总结：霍尔效应,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,间的电势差就保持稳定。由,q,v,B=Eq=,，可得,v,=,，,流量,Q=,sv,=,电磁流量计,总结：,电磁流量计,、,电磁流量计,流动的导电液体含有正、负离子,流量指单位时间内流过的体积：,Q=Sv,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。,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,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：,m,a,=,m,b,m,c,=,m,d,，,速度关系,:,a,b,=,c,d,进入磁感应强度为,B,1,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,B,2,磁场，由此可判定,A,1,A,2,A,3,A,4,轨迹分别对应什么离子？,A,3,A,1,B,1,B,2,A,2,A,4,6.,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,电场力与重力实验,速度选择器,电场力与洛伦兹力的平衡,直线加速器,电场的加速,质谱仪,磁场偏转,示波管,电场的加速和偏转,回旋加速器,电场加速、磁场偏转,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,电场力与洛伦兹力作用下的偏转与平衡,磁流体发电机,电场力与洛伦兹力作用下的偏转与平衡,