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1、磁场对带电粒子的作用课件本讲稿第一页，共二十三页速度选择器磁流体发电机回旋加速器质谱仪电视机显像管的磁偏转粒子磁谱仪霍尔效应本讲稿第二页，共二十三页本讲稿第三页，共二十三页n磁流体发电是一种新型的发电方法。它把燃料的热能直接转化为电能，省略了由热能转化为机械能的过程，因此，这种发电方法效率较高，可达到60以上。同样烧一吨煤，它能发电4500千瓦时，而汽轮发电机只能发出3000千瓦时电。对环境的污染也小。本讲稿第四页，共二十三页磁流体发电原理磁流体发电原理导电气体导电气体发电通道发电通道电极电极磁流体发电原理图磁流体发电原理图+-本讲稿第五页，共二十三页磁流体发电机由燃烧室、发电通道和磁体等部分
2、组成 n本讲稿第六页，共二十三页 使高温等离子体（导电流体）以使高温等离子体（导电流体）以1000ms1000ms-1-1的高速进入发电通道（发电通的高速进入发电通道（发电通道上下两面有磁极），由于洛仑兹力作道上下两面有磁极），由于洛仑兹力作用，结果在发电通道两侧的电极上产生用，结果在发电通道两侧的电极上产生电势差。不断提供高温高速的等离子体，电势差。不断提供高温高速的等离子体，便能在电极上连续输出电能。便能在电极上连续输出电能。本讲稿第七页，共二十三页磁流体发电机的发展和情况n最近几年，科学家在导电流体的选用上有了新的进展，发明了用低熔点的金属（如钠、钾等）作导电流体，在液态金属中加进易挥发
3、的流体（如甲苯、乙烷等）来推动液态金属的流动，巧妙地避开了工程技术上一些难题，制造电极的材料和燃料的研制方面也有了新进展。但想一下子省钱省力地解决磁流体发电中技术、材料等方面的所有难题是不现实的。随着新的导电流体的应用，技术难题逐步解决，磁流体发电的前景还是乐观的。在美国，磁流体发电机的容量已超过32000千瓦；日本、西德、波兰等许多国家都在研制碘流体发电机。本讲稿第八页，共二十三页磁流体发电机现在已应用到个个领域.在国防方面，我们已经看到了用磁流体发电机为动力的潜艇；在日常生活中，已经有了磁流体的新概念车型.本讲稿第九页，共二十三页1.如图所示是等离子体发电机的示意图，磁感应强度为B，两板间
4、距离为d，要使输出电压为U，则（）A等离子的速度为B等离子的速度为任意值Ca电源的正极.Db电源的正极AC本讲稿第十页，共二十三页本讲稿第十一页，共二十三页本讲稿第十二页，共二十三页1.回旋加速器是利用较低电压的高频电源，使粒子经多次加速获得巨大速度的一种仪器，工作原理如图.下列说法正确的是()A.粒子在磁场中做匀速圆周运动B.粒子由A0运动到A1比粒子由A2运动到A3所用时间少C.粒子的轨道半径与它的速率成正比D.粒子的运动周期和运动速率成正比AC2.用回旋加速器来加速质子，为了使质子获得的动能增加为原来的4倍，原则上可采用下列哪几种方法()A.将其磁感应强度增大为原来的2倍B.将其磁感应强
5、度增大为原来的4倍C.将D形金属盒的半径增大为原来的2倍D.将D形金属盒的半径增大为原来的4倍AC本讲稿第十三页，共二十三页本讲稿第十四页，共二十三页如图所示，一束具有各种速率的带一个元电荷的两种铜离子，质量数分别为63和65，水平地经小孔S进入有匀强电场和匀强磁场的区域，电场E的方向向下，磁场B1的方向垂直纸面向里.只有那些路径不发生偏折的离子才能通过另一个小孔S，为了把从S射出来的两种铜离子分开，让它们再进入另一个方向垂直纸面向外的匀强磁场B2中，使两种离子分别沿不同半径的圆形轨道运动，试分别求出两种离子的轨道半径.已知：E=1.0105 V/m,B1=0.40 T，B2=0.50 T，e
6、=1.6010-19C质量数是63的铜离子质量m1=631.6610-27 kg质量数是65的铜离子质量m2=651.6610-27 kg本讲稿第十五页，共二十三页解析：这是一个带电粒子在电场和磁场中运动的问题，因为在解题过程中需要把电场力、洛伦兹力和力学中的受力平衡、圆周运动等知识联系起来，所以要有一定的综合性和灵活性.设铜离子的电量为e，以速度v进入小孔S后，受到的力有电场力F1=eE(方向向下)，洛伦兹力F2=evB1(方向向上)，重力可忽略.由于铜离子匀速无偏折穿过S，因此从小孔S穿出的铜离子必定满足的条件是：eE=evB1,即v=E/B1的铜离子能穿出小孔S.进入磁场B2后，受到洛伦
7、兹力F=evB的作用而做匀速圆周运动，根据r=mv/qB得=0.33 mr1=0.33 mr2=本讲稿第十六页，共二十三页四、电视显像管的工作原理四、电视显像管的工作原理 1 1、要是电子打在、要是电子打在A A点，偏转磁场应点，偏转磁场应该沿什么方向？该沿什么方向？2 2、要是电子打在、要是电子打在B B点，偏转磁场应点，偏转磁场应该沿什么方向？该沿什么方向？3 3、要是电子打从、要是电子打从A A点向点向B B点逐渐移动，偏转磁场应该怎样点逐渐移动，偏转磁场应该怎样变化？变化？本讲稿第十七页，共二十三页本讲稿第十八页，共二十三页 用用 磁谱仪磁谱仪(AMS)(AMS)探测反氦核探测反氦核本讲稿第十九页，共二十三页续32 用用 磁谱仪磁谱仪(AMS)(AMS)探测反氦核探测反氦核本讲稿第二十页，共二十三页霍耳效应本讲稿第二十一页，共二十三页续17本讲稿第二十二页，共二十三页霍耳效应测磁场本讲稿第二十三页，共二十三页