資源簡介

(共22張PPT)
第一章　磁場對電流的作用
專題課三　洛倫茲力與現代科技
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學習目標：1.知道速度選擇器、磁流體發電機、霍爾元件的工作原理. 2.學會應用工 作原理解決實際問題.
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專題一　速度選擇器
專題　講座
速度選擇器是近代物理學研究中常用的一種實驗工具，其功能是可以選擇某種速度的 帶電粒子.如圖，兩極板間存在勻強電場和勻強磁場，二者方向互相垂直，帶電粒子 從左側射入，不計粒子重力.
（2）速度選擇器中偏轉情況：
研習　經典
BD
A. 磁場方向必須垂直紙面向外
C. 只有帶負電的粒子（不計重力）才能通過此速度選擇器
BC
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專題二　磁流體發電機
專題　講座
　磁流體發電機
磁流體發電機的發電原理圖如圖甲所示，其平面圖如圖乙所示.平行金屬板 A、B之間 有一個很強的磁場，將一束等離子體（即高溫下電離的氣體，含有大量正、負帶電粒 子）噴入磁場，A、B兩板間便產生電壓.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.
甲
乙
研習　經典
A. 僅減小兩板間的距離，發電機的電動勢將增大
B. 僅增強磁感應強度，發電機的電動勢將減小
C. 僅增加負載的阻值，發電機的輸出功率將減小
D. 僅減小磁流體的噴射速度，發電機的總功率將減小
D
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專題三　霍爾元件
專題　講座
如圖所示，厚度為h、寬度為d的導體板放在垂直于它的磁感應強度為B的勻強磁場中，當電流通過導體板時，在導體板的上表面A和下表面A'之間會產生電勢差U，這種現象稱為霍爾效應.
霍爾效應可解釋為：外部磁場對運動電子的洛倫茲力使電子聚集在導體板的一側，在 導體板的另一側會出現多余的正電荷，從而形成電場.電場對電子施加與洛倫茲力方 向相反的電場力.當電場力與洛倫茲力達到平衡時，導體板上下兩面之間就會形成穩 定的電勢差.電流是自由電子的定向移動形成的，電子的定向移動平均速率為v，電荷 量為e.
（1）達到穩定狀態時，導體板上表面A的電勢低于下表面A'的電勢.
（2）電子所受洛倫茲力的大小為F洛＝evB.
（4）上、下兩表面產生的穩定的電勢差U＝Bhv.
研習　經典
C
A. 不管載流子帶電性質如何，電極N的電勢一定高于電極M
B. 不管載流子帶電性質如何，電極N的電勢一定低于電極M
C. 只有當載流子為負電荷時，電極M的電勢才高于電極N
D. 只有當載流子為正電荷時，電極M的電勢才高于電極N
解析：當載流子為負電荷時，由左手定則可知，負電荷偏向電極N，則電極M的電勢 高于電極N；當載流子為正電荷時，由左手定則可知，正電荷偏向電極N，電極M的 電勢低于電極N. 故選C.
CD
A. 如果是P型半導體，有φM＞φN
B. 如果是N型半導體，有φM＜φN
C. 如果是P型半導體，有φM＜φN
D. 如果是金屬導體，有φM＞φN
解析：如果是P型半導體，由左手定則知帶正電的粒子向N板偏轉，所以N板的電勢 高，即φM＜φN，故C項正確，A項錯誤；如果是N型半導體或金屬導體，由左手定則 知電子向N板偏轉，所以N板的電勢低，即φM＞φN，B項錯誤，D項正確.故選CD.
名師點評
　　分析兩側面產生電勢高低時應特別注意霍爾元件的材料，若霍爾元件的材料是金 屬，則參與定向移動形成電流的是電子，偏轉的也是電子；若霍爾元件的材料是半導 體，則參與定向移動形成電流的可能是正“載流子”，此時偏轉的是正電荷.

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