1.2 专题:速度选择器和磁流体发电机 课件 (15张PPT)高二下学期物理人教版(2019)选择性必修第二册

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1.2 专题:速度选择器和磁流体发电机 课件 (15张PPT)高二下学期物理人教版(2019)选择性必修第二册

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速度选择器和磁流体发电机
例1、如图,在平行板电容器中(电场强度为E,磁感应强度为B),具有某一速度v的带正电粒子q将沿虚线通过不发生偏转。试求出带电粒子具有的速度v?
速度选择器
速度选择器
思考1:粒子做怎样才能做匀速直线运动?
思考2:重力计否?
思考3:受力分析?
思考4:从左侧小孔射入,从右侧小孔穿出的粒子速度多大 ?
思考5:改变粒子的电性后者电荷量,粒子的运动情况?
例1、如图,在平行板电容器中(电场强度为E,磁感应强度为B),具有某一速度v的带正电粒子q将沿虚线通过不发生偏转。试求出带电粒子具有的速度v?
速度选择器特点
+ + + + + + +
- - - - ― ― ―
v
知识梳理
速度选择器
3.速度选择器只选择速度,与粒子的电性、电量、质量无关;
4.带电粒子速度v=E/B时,才能沿直线通过速度选择器;
1.不计重力
2.原理:二力平衡
思考
当v≠E/B时,粒子运动的轨迹是抛物线吗?
粒子偏转过程中,
粒子所受合外力为变力
粒子的轨迹不是抛物线
F电是恒力、f洛是变力
(多选)如图所示为一“速度选择器”的示意图。a、b为水平放置的平行金属板,一束具有各种不同速率的电子沿水平方向经小孔O进入a、b两板之间。为了选取具有某种特定速率的电子,可在a、b间加上电压,并沿垂直于纸面的方向加一匀强磁场,使所选电子仍能够沿水平直线OO′运动,由O′射出,不计重力作用。可能达到上述目的的办法是(   )
A.使a板电势高于b板,磁场方向垂直纸面向里B.使a板电势低于b板,磁场方向垂直纸面向里C.使a板电势高于b板,磁场方向垂直纸面向外D.使a板电势低于b板,磁场方向垂直纸面向外
F洛
F电
当F电= F洛 时,粒子才沿图示的直线运动,即:
知识归纳:
1、速度选择器只对选择的粒子的速度有要求,而对粒子的质量、电荷量大小及带电正、负无要求.
2、当v?
3、当v>E/B时,粒子向F电方向偏转,F电做正功,粒子的动能增大,电势能减小.
例1.在两平行金属板间有正交的匀强电场和匀强磁场,一个带电粒子垂直于电场和磁场方向射入场中,射出时粒子的动能减少了,为了使粒子射出时动能增加,在不计重力的情况下,可采取的办法是( )
A.增大粒子射入时的速度
B.减小磁场的磁感应强度
C.增大电场的电场强度
D.改变粒子的带电性质 
BC
典例精析
解析:
减小磁感应强度,f洛减小,B选项正确;
增大电场强度,F电增大,C选项正确;
改变粒子电性,没有任何影响,D选项错误;
一种用磁流体发电的装置如图 所示。平行金属板 A、B 之间有一个很强的磁场。将一束等离子体(即高温下电离的气体,含有大量正、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 就是一个直流电源的两个电极。
(1) A、B 板哪一个是电源的正极 ?
(2) 若 A、B 两板相距为 d,板间的磁场按匀强磁场处理,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,这个发电机的电动势是多大?
v
F洛
v
F洛
磁流体发电机
磁流体发电机
思考1:什么是等离子体?
思考2:粒子之间是否也有力(库仑力)?
图是磁流体发电机的示意图,平行金属板AB之间有一个很强的磁场,将一束等粒子体(即高温下电离的气体,含有大量正、负带电粒子)喷入磁场,AB两板间便产生电压。如果把AB和用电器连接,AB就是一个直流电源的两个电极。
v
Eq=Bqv
d
B
正电荷
磁流体发电机
知识梳理
磁流体发电机的原理
等离子体
含有大量正负离子
磁流体发电机
A
B
(1)从右向左看,画出示意图
B板为电源的正极
正电荷打在B板
负电荷打在A板
思考:A、B板哪一个是电源的正极、负极?
磁流体发电机
qE场强=Bqv
E电动势=E场强d
当粒子不发生偏转时
A
B
E场强=Bv
=Bvd
其原理是:等离子体喷入磁场,正、负离子分别聚集到B、A板上,产生电势差。
实际应用: 二、磁流体发电机
设板间距离为d,当等离子体以速度v通过板间,A板上聚集的电荷达到稳定时。求电势差E
受力平衡:E场q=Bqv,
即E场=Bv,
故E=E场d=Bdv。
如图所示,表面粗糙的斜面固定于地面上,并处于方向垂直纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场中。质量为m、带电荷量为+Q的小滑块从斜面顶端由静止下滑。在滑块下滑的过程中,下列判断正确的是(   )
A.滑块受到的摩擦力不变B.滑块到达地面时的动能与B的大小无关C.滑块受到的洛伦兹力方向垂直斜面向下D.B很大时,滑块可能静止于斜面上

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