20xx高二物理--第三章-第5節(jié)-運(yùn)動電荷在磁場中受到的力(編輯修改稿)
2025-08-20 06:01 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 3. 電視顯像管的工作原理 電視顯像管發(fā)射電子，在 中被加速后進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場。在 作用下，電子束在熒光屏上掃描。電子束從最上一行到最下一行掃描一遍，叫做 ，電視機(jī)中每秒要進(jìn)行 場掃描，由于人的 “ 視覺暫留 ” ，我們感到整個熒光屏都在發(fā)光。 加速電場 偏轉(zhuǎn)磁場 一場 50 返回 3. 如圖 3 － 5 － 6 所示為電視機(jī)顯像管偏轉(zhuǎn)線圈 的示意圖，當(dāng)線圈通以圖示的直流電時，形 成的磁場如圖所示，一束沿著管頸軸線射向 紙內(nèi)的電子將 ( ) A. 向上偏轉(zhuǎn) 圖 3 － 5 － 6 B. 向下偏轉(zhuǎn) C. 向左偏轉(zhuǎn) D. 向右偏轉(zhuǎn) 返回 解析： 磁場動而電子不動和磁場不動而電子動結(jié)果相同，都會使電子受到洛倫茲力作用，公式 F ＝ q v B 中 v 應(yīng)為相對速度。電子相對于磁場的運(yùn)動方向是垂直紙面向里，根據(jù)左手定則可判定只有選項(xiàng) D 正確。 答案： D 返回 1. 磁流體發(fā)電機(jī) 如圖 3 － 5 － 7 表示出了它的發(fā)電原理：將一束等離子體 ( 即高溫下電離的氣體，含有大量帶正電和帶負(fù)電的微粒，而從整體上來說是呈電中性 ) 噴射入磁場，磁場中有兩塊金屬板 A 、 B ，則高速射入的離子在洛倫 圖 3 － 5 － 7 茲力的作用下向 A 、 B 兩板聚集，使兩板間產(chǎn)生電勢差，若平行金屬板間距為 d ，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B ，等離子體流速為 v ，氣體從一側(cè)面垂直磁場射入板間，不計(jì)氣體電阻，外電路電阻為 R ，則兩板間最大電壓和可能達(dá)到的最大電流為多少？ 返回 如圖 3 － 5 － 8 所示，運(yùn)動電荷在磁場中受洛倫茲力作用發(fā)生偏轉(zhuǎn)，正、負(fù)離子分別到達(dá) B 、 A 極板 ( B 為電源正極，故電流方向從 B 經(jīng) R 到 A ) ，使 A 、 B 板間產(chǎn)生勻強(qiáng)電場，在電場力的作用下偏轉(zhuǎn) 圖 3 － 5 － 8 逐漸減弱，當(dāng)?shù)入x子體不 發(fā)生偏轉(zhuǎn)即勻速穿過時，有 q v B ＝ qE ，所以此時兩極板間電勢差 U ＝ Ed ＝ Bd v ，據(jù)閉合電路歐姆定律可得電流大小 I ＝Bd vR。 返回 2. 霍爾效應(yīng) 如圖 3 － 5 － 9 所示，厚度為 h ，寬度為 d 的導(dǎo)體板放在垂直于它的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B 的勻強(qiáng)磁場中。當(dāng)電流按如圖方向通過導(dǎo)體板時，在導(dǎo)體板的上側(cè)面 A 和下側(cè)面 A ′ 之間會產(chǎn)生電勢差，這種現(xiàn)象稱為 圖 3 － 5 － 9 霍爾效應(yīng)。實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)磁場不太強(qiáng)時，電勢差 U 、電流 I 和 B 的關(guān)系為 U ＝ kIBd，式中的比例系數(shù) k 稱為霍爾系數(shù)。 返回 霍爾效應(yīng)可解釋如下：外部磁場的洛倫茲力使運(yùn)動的電子聚集在導(dǎo)體板的一側(cè)，在導(dǎo)體板的另一側(cè)會出現(xiàn)多余的正電荷，從而形成橫向電場。橫向電場對電子施加與洛倫茲力方向相反的靜電場力。當(dāng)靜電場力與洛倫茲力達(dá)到平衡時，導(dǎo)體板上下兩側(cè)面之間就會形成穩(wěn)定的電勢差。需要十分注意的是 A 側(cè)面會聚集正電荷，從而造成 A 板電勢比 A ′ 板的電勢高，由 U ＝ kIBd可得 B ＝UdkI，這也是一種測量磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 的方法。 返回 3. 速度選擇器 如圖 3 － 5 － 10 所示，如果電場強(qiáng)度E 和磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 為定值，當(dāng) qE ＝ q v B時，粒子將沿圖中的虛線勻速通過速度選擇器，這樣，選擇出的速度 v ＝EB，如果粒子速度大于 v 將向上偏出；速度小于 v 圖 3 － 5 － 10 將向下偏出。改變速度的大小可通過改變 B 和 E 的大小來實(shí)現(xiàn)。 需要注意的是，負(fù)電荷以速度 v 也可勻速通過這個選擇器。但是，若粒子從
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