带电粒子在复合场中的运动 第一课时 讲课用.ppt

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,*,带电粒子在复合场中的运动,（第一课时）,选 修,3-1,磁 场,（三）,知识改变命运，学习成就未来,带电粒子在复合场中的常见运动形式：,当带电粒子在复合场中所受合外力为零时，所处状态是静止或匀速直线运动状态；当带电粒子所受合外力只充当向心力时，粒子做匀速圆周运动；,当带电粒子所受合外力变化且速度方向不在一条直线上时，粒子做非匀变速曲线运动,如图所示,一束质量、速度和电荷量不同的正离子垂直地射入匀强磁场和 匀强电场正交的区域里,结果发现有些离子保持原来的运动方向,有些未发生任何偏转,.,如果让这些不偏转的离子进入另一匀强磁场中,发现这些离子又分裂成几束,对这些进入另一磁场的离子,可得出结论 （）,A.,它们的动能一定各不相同,B.,它们的电荷量一定各不相同,C.,它们的质量一定各不相同,D.,它们的电荷量与质量之比一定各不相同,答案,D,速度选择器,如图所示的正交电场和磁场中，有一粒子沿垂直于电场和磁场的方向飞入其中，并沿直线运动,(,不考虑重力作用,),，则此粒子,A,一定带正电,B,一定带负电,C,可能带正电或负电，也可能不带电,D,一定不带电,答案：,C,霍尔效应,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,的匀强磁场中,当电流通过导体板时,在导体板的上侧面,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,U,=,k,.,式中的比例系数,k,称为霍尔系数,.,证明霍尔系数为,k,=,1,、网上有资料显示，至,2006,年,5,月份，美国磁流体发电机的容量已超过,32 000,千瓦，我国也已研制出几台不同形式的磁流体发电机,.,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,右图是它的示意图,.,平行金属板,A,、,B,之间有一个很强的匀强磁场,将一束等离子体,(,即高温下电离的气体,含有大量的正、负带电粒子,),喷入磁场,A,、,B,两板间便产生电压,.,如果把,A,、,B,和用电器连接,A,、,B,就是直流电源的两个电极,就能对用电器供电,.,(1),图中,A,、,B,两板哪一个是发电机的正极,?,(2),若,A,、,B,两板相距为,d,板间的磁感应强度为,B,等离子体以速度,v,沿垂直于,B,的方向射入磁场,该发电机的电动势是多大,?,（,2,）,U=,Bvd,（,1,）,B,磁流体发电机,2,、目前,世界上正在研究一种新型发电机叫磁流体发电机,.,如图表示了它的原理,:,将一束等离子体喷射入磁场,在场中有两块金属板,A,、,B,这时金属板上就会聚集电荷,产生电压,.,如果射入的等离子体速度均为,v,两金属板的板长为,L,板间距离为,d,板平面的面积为,S,匀强磁场的磁感应强度为,B,方向垂直于速度方向,负载电阻为,R,电离气体充满两板间的空间,.,当发电机稳定发电时,电流表示数为,I.,那么板间电离气体的电阻率为,D,.,3,、目前世界上正在研究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,.,如图所示为它的发电原理图,.,将一束等离子体（即高温下电离的气体,含有大量带正电和负电的微粒,从整体上来说呈电中性）喷射入磁感应强度为,B,的匀强磁场,磁场中有两块面积为,S,相距为,d,的平行金属板与外电阻,R,相连构成一电路,.,设气流的速度为,v,气体的电导率（电阻率的倒数）为,g,则流过外电阻,R,的电流强度,I,及电流方向为,AR,B,如图所示,回旋加速器,D,形盒的半径为,R,用来加速质量为,m,、电荷量为,q,的质子,使质子由静止加速到能量为,E,后,由,A,孔射出,求,:,（,1,）加速器中匀强磁场,B,的方向和大小,.,（,2,）设两,D,形盒间距为,d,其间电压为,U,电场视为匀强电场,质子每次经电场加速后能量增加,加速到上述能量所,回旋周数,.,（,3,）加速到上述能量所需时间,.,方向垂直纸面向里,回旋加速器,如图所示是用来测量带电粒子质量的仪器的工作原理示意图,设法使某有机化合物的气态分子导入图示容器,A,中,使它受到电子束轰击,失去一个电子变成正一价的离子,.,离子从狭缝,S1,以很小的速度进入电压为,U,的加速电场中（初速度不计）,加速后再经过狭缝,S2,、,S3,射入磁感应强度为,B,的匀强磁场,方向垂直于磁场区的界面,PQ.,最后,离子打到感光片上,形成垂直于纸面且平行于狭缝,S3,的细线,若测得细线到狭缝,S3,的距离为,d.,导出离子质量,m,的表达式,.,质谱仪,电磁流量计广泛应用于测量可导电流体（如污水）在管中的流量（在单位时间内通过管内横截面的流体的体积）,.,为了简化,假设流量计是如图所示的横截面为长方形的一段管道,其中空部分的长、宽、高分别为图中的,a,、,b,、,c.,流量计的两端与输送流体的管道相连接（图中虚线）,.,图中流量计的上下两面是金属材料,前后两面是绝缘材料,.,现于流量计所在处加磁感应强度为,B,的匀强磁场,磁场方向垂直于前后两面,.,当导电流体稳定地流经流量计时,在管外将流量计上、下两表面分别与一串接了电阻,R,的电流表的两端连接,I,表示测得电流值,.,已知流体的电阻率为,不计电流表的内阻,则可求得流量为,电磁流量计,