專題：速度選擇器和磁流體發(fā)電機(jī) 高二下學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第二冊

速度選擇器和磁流體發(fā)電機(jī)

例1、如圖，在平行板電容器中（電場強(qiáng)度為E，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B），具有某一速度v的帶正電粒子q將沿虛線通過不發(fā)生偏轉(zhuǎn)。試求出帶電粒子具有的速度v？速度選擇器速度選擇器思考1：粒子做怎樣才能做勻速直線運(yùn)動？思考2：重力計否？思考3：受力分析？思考4：從左側(cè)小孔射入，從右側(cè)小孔穿出的粒子速度多大

？思考5：改變粒子的電性后者電荷量，粒子的運(yùn)動情況？例1、如圖，在平行板電容器中（電場強(qiáng)度為E，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B），具有某一速度v的帶正電粒子q將沿虛線通過不發(fā)生偏轉(zhuǎn)。試求出帶電粒子具有的速度v？速度選擇器特點(diǎn)＋＋＋＋＋＋＋－－－－―――v知識梳理速度選擇器3.速度選擇器只選擇速度，與粒子的電性、電量、質(zhì)量無關(guān)；4.帶電粒子速度v=E/B時，才能沿直線通過速度選擇器；1.不計重力2.原理：二力平衡思考當(dāng)v≠E/B時，粒子運(yùn)動的軌跡是拋物線嗎？粒子偏轉(zhuǎn)過程中，粒子所受合外力為變力粒子的軌跡不是拋物線F電是恒力、f洛是變力(多選)如圖所示為一“速度選擇器”的示意圖。a、b為水平放置的平行金屬板，一束具有各種不同速率的電子沿水平方向經(jīng)小孔O進(jìn)入a、b兩板之間。為了選取具有某種特定速率的電子，可在a、b間加上電壓，并沿垂直于紙面的方向加一勻強(qiáng)磁場，使所選電子仍能夠沿水平直線OO′運(yùn)動，由O′射出，不計重力作用?？赡苓_(dá)到上述目的的辦法是(

)

A．使a板電勢高于b板，磁場方向垂直紙面向里B．使a板電勢低于b板，磁場方向垂直紙面向里C．使a板電勢高于b板，磁場方向垂直紙面向外D．使a板電勢低于b板，磁場方向垂直紙面向外F洛F電當(dāng)F電＝F洛

時，粒子才沿圖示的直線運(yùn)動，即：知識歸納：1、速度選擇器只對選擇的粒子的速度有要求，而對粒子的質(zhì)量、電荷量大小及帶電正、負(fù)無要求.

3、當(dāng)v>E/B時，粒子向F電方向偏轉(zhuǎn)，F(xiàn)電做正功，粒子的動能增大，電勢能減小.例1.在兩平行金屬板間有正交的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場，一個帶電粒子垂直于電場和磁場方向射入場中，射出時粒子的動能減少了，為了使粒子射出時動能增加，在不計重力的情況下，可采取的辦法是（）A.增大粒子射入時的速度B.減小磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度C.增大電場的電場強(qiáng)度D.改變粒子的帶電性質(zhì)BC典例精析解析：減小磁感應(yīng)強(qiáng)度，f洛減小，B選項正確；增大電場強(qiáng)度，F(xiàn)電增大，C選項正確；改變粒子電性，沒有任何影響，D選項錯誤；一種用磁流體發(fā)電的裝置如圖所示。平行金屬板A、B之間有一個很強(qiáng)的磁場。將一束等離子體（即高溫下電離的氣體，含有大量正、負(fù)帶電粒子）噴入磁場，A、B兩板間便產(chǎn)生電壓。如果把A、B和用電器連接，A、B就是一個直流電源的兩個電極。（1）A、B板哪一個是電源的正極?（2）若A、B兩板相距為d，板間的磁場按勻強(qiáng)磁場處理，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，等離子體以速度v沿垂直于B的方向射入磁場，這個發(fā)電機(jī)的電動勢是多大？vF洛vF洛磁流體發(fā)電機(jī)磁流體發(fā)電機(jī)思考1：什么是等離子體？思考2：粒子之間是否也有力（庫侖力）？圖是磁流體發(fā)電機(jī)的示意圖，平行金屬板AB之間有一個很強(qiáng)的磁場，將一束等粒子體（即高溫下電離的氣體，含有大量正、負(fù)帶電粒子）噴入磁場，AB兩板間便產(chǎn)生電壓。如果把AB和用電器連接，AB就是一個直流電源的兩個電極。vEq=BqvdB正電荷磁流體發(fā)電機(jī)知識梳理磁流體發(fā)電機(jī)的原理等離子體含有大量正負(fù)離子磁流體發(fā)電機(jī)AB（1）從右向左看，畫出示意圖B板為電源的正極正電荷打在B板負(fù)電荷打在A板思考：A、B板哪一個是電源的正極、負(fù)極？磁流體發(fā)電機(jī)qE場強(qiáng)=BqvE電動勢=E場強(qiáng)d當(dāng)粒子不發(fā)生偏轉(zhuǎn)時ABE場強(qiáng)=Bv=Bvd其原理是：等離子體噴入磁場，正、負(fù)離子分別聚集到B、A板上，產(chǎn)生電勢差。實(shí)際應(yīng)用：二、磁流體發(fā)電機(jī)設(shè)板間距離為d，當(dāng)?shù)入x子體以速度v通過板間，A板上聚集的電荷達(dá)到穩(wěn)定時。求電勢差E受力平衡：E場q=Bqv，即E場=Bv，故E=E場d=Bdv。如圖所示，表面粗糙的斜面固定于地面上，并處于方向垂直紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中。質(zhì)量為m、帶電荷量為＋Q的小滑塊從斜面頂端由靜止下滑。