选修3-1《6带电粒子在匀强磁场中的运动》优质课教案下载

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模型二 磁流体发电机

例3 等离子气体喷入磁场，正负离子在洛仑兹力作用下发生上下偏转而聚集到A、B板上，产生电势差，从而对外供电，这就是磁流体发电机。现设A、B平行金属板的面积为S，相距L，等离子体的电阻率为ρ，喷入气体的速度为v，板间磁场的磁感应强度为B，板外电阻为R，求：

哪个板电势高？

电源的电动势

电源的内阻及路端电压

模型三 电磁流量计

例4 为了诊断病人的心脏功能和动脉中血液粘滞情况需测量血管中血液的流速和流量.如图为电磁流量计的示意图，将血管置于磁感应强度为B的匀强磁场中，测得血管两侧电压为U，已知管的直径为d，试求出血液在血管中的流速v为多少？流量Q（单位时间内流过的体积）是多少？（重力不计）

拓 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7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液体的管道相连接（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。当导电液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表示测得的电流值。已知流体的电阻率为ρ，不计电流表的内阻，则可求得流量为

A． B． C． D．

（电场强度？）

模型三 ．霍尔效应

例5 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=kIB/d

式中的比例系数K称为霍尔系数． 霍尔效应可解释如下：外部磁场的洛仑兹力使运动的电子聚集在导体板的一侧，在导体板的另一侧会出现多余的正电荷，从而形成横向电场．横向电场对电子施加与洛仑兹力方向相反的静电力．当静电力与洛仑兹力达到平衡时，导体板上下两侧之间就会形成稳定的电势差。设电流I是电子的定向流动形成的，电子的平均定向速度为v，电量为e．回答下列问题：

（1）达到稳定状态时，导体板上侧面A的电势 下侧面A’的电势（填：高于、低于或等于）。 （若自由移动的电荷为正电荷？）

(2)电子所受的洛仑兹力的大小为 。

(3)当导体板上下两侧之间的电势差为U时，电子所受静电力的大小为 。

(4)由静电力和洛仑兹力平衡的条件，证明霍尔系数为k=1/ne其中n代表导体板单位体积中电子的个数．

对比

类型二

模型五、质谱仪

例2 质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具，它的构造原理如图所示，离子源S产生的各种不同正离子束(速度可看作为零)，经加速电场加速后垂直进入有界匀强磁场，到达记录它的照相底片P上，设离子在P上的位置到入口处S1的距离为x，可以判断：（ ）

若离子束是同位素，则x越大，离子质量越大

若离子束是同位素，则x越大，离子质量越小

只要x相同，则离子质量一定相同

只要x相同，则离子的荷质比一定相同