电   磁   应   用
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电 磁 应 用. 磁流体发电机. 电磁流量计. 磁 流 体 发 电 机. 1 .作用:内能转变为电能的装置。 2 .原理:最终是一个速度选择器。. 由于电荷的累积形成“累积电场”,当累积了 n 个电荷时,第 n+1 个电荷进入后不能再到极板上,它就处于一种稳定态。. 3 .思考:其电压的最大值为多大 ? ( 给出离子速度、磁感应强度、两板间距离 ) 。. 例题. 构造. 动画. 首页. 退出. 解析: 平衡条件: Bvq=qE 得 E = B v 场强: E=U/d 得 U = E d 解得 U=Bvd.

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电 磁 应 用

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Presentation Transcript


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电 磁 应 用

磁流体发电机

电磁流量计


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磁 流 体 发 电 机

1.作用:内能转变为电能的装置。

2.原理:最终是一个速度选择器。

由于电荷的累积形成“累积电场”,当累积了n个电荷时,第n+1个电荷进入后不能再到极板上,它就处于一种稳定态。

3.思考:其电压的最大值为多大?

(给出离子速度、磁感应强度、两板间距离)。

例题

构造

动画

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解析:平衡条件:Bvq=qE 得 E = B v

场强:E=U/d 得 U = E d 解得U=Bvd

思考:如何提高磁流体发电机的电动势?

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例、目前世界上正在研究的一种新型发电机叫磁流体发电机,图12表示它的发电机原理:将一束等离子体(即高温下电离的气体,含有大量带正电和负电的微粒,而从整体上来说呈电中性)喷入磁场,由于等离子体在磁场中的作用下运动方向发生偏转,磁场中的两块金属板A和B上就会聚集电荷,在两板间产生电压。请你判断,在图示磁极配置的情况下,______板电势较高(选填“A”或“B”),通过电阻R的电流方向是______(选填“a→b”或“b→a”)。

A

a→b


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例、目前世界上正在研制一种新型发电机,如图所示是它的基本原理,将一束等离子体(即高温下电离的气体,含有大量带正电和负电的微粒,但从整体上来说呈中性)以水平速度v通过两水平放置的平行金属板的空间,空间存在磁感应强度为B的匀强磁场,这时金属板就会聚集电荷,产生电压,从而形成电流.设金属板面积S,两板间距为d,可调电阻只接在两板间.设等离子体充满板间的空间,其电阻率为ρ.

求:通过R的电流和两板间的电场强度;

动画

原理

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1、作用:测量可导电流体(如污水)在管中的流量。

2、原理:

① .在洛仑兹力的作用下,粒子在上、下侧面累积,形成累积电场,最终形成速度选择器。

② .测出上下两点的电势差,管的直径,面积就可以计算出流量。

③ .如果有外电路,则用闭合电路欧姆定律计算,可以计算电流与流量的关系。

电 磁 流 量 计

例题

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例、电磁流量计是用非磁性材料做成的圆形管道,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,如图为示意图,外加一匀强磁场,当管中导电液体流过此区域时,测出管壁a、b两点间的电动势为E.已知管道直径为d,磁感应强度为B,求管道中液体的流量Q(在单位时间内通过管内横截面的流体的体积).

qvB=qE场

= qU/d

=qE/d

解析:

v=E/Bd

流量:Q=V/t

=Sl/t

=Sv

Q=πdE/4B

原理

S=πd2/4

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【例】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载面的流体的体积)为了简化,假设流量计是如图所示的横载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,现将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,不计电流表的内阻,则可求得流量为多大?


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解析:设导电流体的流动速度v,由于导电流体中正、负离子在磁场中的偏转,在上、下两板上积聚电荷,在两极之间形成电场

当电场力qE场与洛伦兹力qvB平衡时,E场=Bv,

两金属板上的电动势E=Bcv,内阻r =c/ab,

与R串联的电路中电流:I=Bcv/(R+r),

v=I(R+ c/ab)/Bc;

流体流量:Q=V/t=vbc=I(bR+c/a)/B


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