第六节洛仑兹力与现代技术课件.pptVIP

速度选择器： 如图3－5－12所示，在平行带电金属板间有垂直于纸面向里的匀强磁场，质子、氘核、氚核沿平行于金属板方向，以相同的动能射入两极间，其中氘核沿直线运动，未发生偏转，质子和氚核发生偏转后射出，则： ①偏向正极板的是质子； ②偏向正极板的是氚核； ③射出时动能最大的是质子 ④射出时动能最大的是氚核．以上说法正确的是: A．①②　 B．②③ C．③④ D．①④ D 二.质谱仪: (1)用途:常用来研究物质的同位素 ,同位素是原子序数相同、 原子质量不同的原子 (2)工作原理: 带电粒子经加速电场加速:qU=1/2mv2 带电粒子能通过速度选择器的条件:v=E/B1. 带电粒子在匀强磁场B2中偏转,经半个周期落在照相底片上:r= , 带电粒子的荷质比: (3)方法:通过测量落在底片上的不同粒子做匀速圆周运动的半径,即可求出带电粒子的荷质比,若已知电荷量,可求得粒子的质量. 如图是质谱仪的工作原理示意图,带电粒子被加速电场加速后,进入速度选择器.速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E.平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2.平板S下方有强度为B0的匀强磁场.下列表述正确的是(　　 ) A.质谱仪是分析同位素的重要工具 B.速度选择器中的磁场方向垂直纸 面向外 C.能通过狭缝P的带电粒子的速率等于E/B D.粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P,粒子的荷质比越小 ABC 针对训练1:如图所示,有a、b、c、d四种粒子,它们带同种电荷且电荷量相等,它们的速率关系为vavb=vcvd,质量关系为ma=mbmc=md.进入速度选择器后,有两种粒子从速度选择器中射出,由此可以判定(　　) A.射向P1的是a粒子 B.射向P2的是b粒子 C.射向A1的是c粒子 D.射向A2的是d粒子 三.回旋加速器 1.主要构造:两个铜质D形盒,两个大型电磁铁. 2.原理图: 3.工作原理: ①磁场作用:带电粒子垂直磁场方向射入 磁场时,只在洛伦兹力作用下做匀速圆周 运动. ②交变电场的作用:在两D形盒狭缝间产 生周期性变化的交变电场,使带电粒子 每经过狭缝一次加速一次. ③交变电场的周期(或频率):与带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期(或频率)相同. 4.用途:加速器是使带电粒子获得高能量的装置,是科学家探索物质微观奥秘的有力工具. ? ? ? 回旋加速器D形盒中央为质子流,D形盒间的交变电压为U=2×104 V,静止质子经电场加速后进入D形盒,其最大轨道半径R=1 m,磁场的磁感应强度B=0.5 T.质子的质量m=1.67×10-27 kg,电荷量e=1.6×10-19 C.问: (1)质子最初进入D形盒的动能为多大? (2)质子经回旋加速器最后得到的动能为多大? (3)交变电压的频率是多少? (1)Ek=1/2mv2=qU (2) Ek=1/2mv2=1/2m(qBR/m)2 (3)f=1/T=qB/2πm 1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器,其原理如图所示,这台加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成,其间留有空隙,下列说法正确的是(　　) A.离子由加速器的中心附近进入加速器 B.离子由加速器的边缘进入加速器 C.离子从磁场中获得能量 D.离子从电场中获得能量 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，图3－5－27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？ 右图所示为磁流体发电机示意图.其中两极板间距d=20 cm,磁场的磁感应强度B=5 T,若接入额定功率P=100 W的灯泡,灯泡正好正常发光,灯泡正常发光时的电阻R=400 Ω.不计发电机内阻,求等离子体的流速. 如右图所示,磁流体发电机的极板相距d=0.2 m,极板间有垂直于纸面向里的匀强磁场,B=1.0 T.外电路中可变负载电阻R用导线与极板相连.电离气体以速率v=1 100 m/s沿极板射入,极板间电离气体等效内阻r=0.1 Ω,试求此发电机的最大输出功率为多大? 4.电磁流量计 下图是电磁流量计的示意图.在非磁性材料做成的圆管道外加一匀强磁场区域,当管中的导电液体流过此磁场区域时,测出管壁上的ab两点间的电动势E,就可以知道管中液体的流量Q——单位时间内流过液体的体