速度选择器的应用
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m dVxdt= -qBVy 1()m dVydt= -F+qBVx 2()m d2Vxdt2= -qBdVydt3()m d2Vydt2= qBdVxdt4()Vx=qV0B-FqBcosqBmt +FqBVy=qV0B-FqBsinqBmt有关速度选择器的讨论速度选择器是一项重要的仪器,它可用于剔除速度不同的粒子,提高检测精度。
设一速度选择器,水平放置的极板间电场强度E,磁感应强度B(垂直纸面向里),粒子(假设带正电,不计重力)质量m,电荷量q,静电力F=qE,从极板中央平行于极板的直线向右以初速度V0射入极板。
我们知道,速度选择器会选择速度v0=E/B的粒子,因为只有它能做匀速直线运动,从另一小孔射出。
笔者的问题是,有没有可能有的粒子不做匀速直线运动,却依然能够从小孔射出?如果静电力与洛伦兹力不平衡,粒子将做曲线运动,轨迹类似于摆线,如果速度选择器长度合适,在竖直方向上做往复运动的粒子是不是可能回到与入射点同一高度的位置上?以下是笔者的定量分析:以粒子射入点为原点,向右、向上分别为x、y轴正方向。
设某一时刻粒子水平、竖直方向分速度Vx、Vy,在水平竖直方向分别分析,由牛顿第二定律得:将上两式对时间求导得:(1)代入(4),(2)代入(3),分别得到关于Vx、Vy的二阶常微分方程,代入初始条件,解得:x=m qB qV0B-F qB sin qB m t +F qB t y=m qB qV0B-F qB (1-cos qB mt)由此得到:可以看出,当qV0B=F ,粒子做匀速直线运动; 当F=0,粒子做半径r=mV0/(qB)的匀速圆周运动。
当qV0B >F ,通过几何画板得到运动轨迹如下h=mqV0B-Fq2B2如果速度再大一些,轨迹会这样:当qV0B小于F,轨迹形状类似,只是位置在x轴下方。
可以看出,粒子的运动是有周期性的,从t=0开始,每次经过T=2πm/(qB),粒子回到x 轴,且前进x=(2πmF)/(q^2*B^2)个单位,竖直方向位移最大值为所以,如果速度选择器中线到极板距离大于h,而长度又恰好为x的整数倍,那么所有打不到极板上的粒子都可以从另一端射出。
速度选择器原理速度选择器是一种用于控制设备速度,使其具有可调速度特性的装置。
通过使用速度选择器,可以改变电机或其他设备的转速,以达到理想的工作效果。
它可以在大范围内对设备的转速进行调节,这一点对于一些特殊的工作条件是非常有用的。
根据原理,速度选择器主要是由电动机和调速器组成。
电动机的转子通过调速器将输入的功率分配到转子上,从而改变电动机的转速和输出功率。
调速器可以是液压调速器,电子调速器,机械调速器等。
液压调速器主要是将变频调速器液压冲击装置连接到液压系统,改变液压流量大小,调节输出转速。
这种调速器的结构简单,但控制准确度较低。
电子调速器是利用变压器、变频器和复数元件,可以较精确地控制转速,可以实现恒速准确运行,不会因温度、负载变化等而发生波动。
机械调速器是通过调节涡轮叶片或风门结构,使涡轮叶片较容易或较难运转,从而实现机械调速。
这类调速器结构简单,可以获得良好的调速性能,但其准确度低于电子调速器。
速度选择器的主要优点在于可以改变输出转速,满足用户的要求,而且可以很好的满足恒速的要求。
有的速度选择器还具备液压缓冲,可以有效的减少电机的振动和噪音。
在实际应用中,速度选择器可以广泛应用于汽车、船舶、机械生产等领域。
比如,应用于汽车发动机控制系统,可以调节发动机的转速,实现节能降耗;应用于船舶,可以调节船舶的航行速度,使其保持在理想的速度水平;应用于机械生产等领域,可以改变机械设备的转速,以满足生产所需。
综上所述,速度选择器是一种结构简单、使用方便的调速装置,它的安全可靠性和准确度受到了业内的广泛赞誉。
由于它的灵活性和丰富性,可以应用于科学研究,生产制造,与实际应用非常密切。
速度选择器原理
速度选择器是一种用来控制机械运动的装置,它通常用于汽车或其他机器的控制,可以提供连续的变速和变转矩控制。
它的运作原理是,被控制的设备将信号输入到速度控制器中,速度控制器则根据这些信号来控制机器的运行。
它有助于提高机器的工作效率,为客户提供更准确、精密的控制。
速度选择器的工作原理是:首先将原始信号输入到控制器,调节控制器内部的参数,调节信号输出,控制机械设备的速度和方向,并使机器达到最佳性能。
当输入信号发生变化时,控制板就会调节控制器中的参数,以致控制信号的输出根据输入的信号类型而发生变化。
速度选择器的结构分为两部分:电子控制单元(ECU)和调节器(regulator)。
电子控制单元主要用于控制信号的输入和调节,它将电路类图和参数映射输入信号,根据这些参数调节控制器中的参数,以达到最佳性能。
调节器则用于控制信号的输出,并且可以提供无级变速和变转矩功能。
在实际应用中,速度选择器的应用比较广泛,可以用于汽车、压缩机、平台移动机械等机械设备的控制。
它的运用范围也很广,可用于汽车驾驶系统、液压传动系统、气动系统等多个应用场合。
它的优势较多,可以实现良好的转矩控制和恒定速度控制,能够提供更加精确的控制,有效地节省能源,并有效地减少汽车维修和维护费用。
另外,在现代汽车中,还有一种新型速度控制器,它可以实现更
加精确、连续的控制,因此能提供更好的控制和操作灵活性,以及更高效的操作。
总之,速度选择器是一种十分重要的机械运动控制装置,它可以提高机械设备的性能,为客户提供及时准确的控制,并有利于节能减排。
洛伦兹力在现代科技中的应用一、速度选择器如图3-5-5所示,D 1和D 2是两个平行金属板,分别连在电源的两极上,其间有一电场强度为E 的电场,同时在此空间加有垂直于电场方向的磁场,磁感应强度为B 。
S 1、S 2为两个小孔,且S 1与S 2连线方向与金属板平行。
速度沿S 1、S 2连线方向从S 1飞入的带电粒子只有做直线运动才可以从S 2飞出。
因此能从S 2飞出的带电粒子所受的电场力与洛伦兹力平衡,即qE =qvB 。
故只要带电粒子的速度满足v =EB,即使电性不同,比荷不同,也可沿直线穿出右侧的小孔S 2,而其他速度的粒子要么上偏,要么下偏,无法穿出S 2。
因此利用这个装置可以达到选择某一速度带电粒子的目的,故称为速度选择器。
【练习题组1】1.如图3为一“速度选择器”装置的示意图。
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2.如图所示,两平行金属板水平放置,开始开关S 合上使平行板电容器带电.板间存在垂直纸面向里的匀强磁场.一个不计重力的带电粒子恰能以水平向右的速度沿直线通过两板.在以下方法中,能使带电粒子仍沿水平直线通过两板的是( )A .将两板的距离增大一倍,同时将磁感应强度增大一倍B .将两板的距离减小一半,同时将磁感应强度增大一倍C .将开关S 断开,两板间的正对面积减小一半,同时将板间磁场的磁感应强度减小一半D .将开关S 断开,两板间的正对面积减小一半,同时将板间磁场的磁感应强度增大一倍3.如图所示的平行板之间,电场强度E 和磁感应强度B 相互垂直,具有不同水平速度的带电粒子(不计重力)射入后发生偏转的情况不同。
速度选择器的应用丁红明陈苡浙江省平湖中学浙江平湖314200在电磁感应里面,经常要碰到速度选择器这一类型的题目,很多同学上课听的时候都会的,但应用到实践的时候,稍微变形就有困难了,下面对高中涉及到的速度选择器进行归纳整理.一、原型利用垂直的电场、磁场选出一定速度的带电粒子的装置.基本构造如图(1)所示,两平行金属板间加电压产生匀强电场E,匀强磁场B与E垂直.当带电为q的粒子以速度v垂直进入匀强电场和磁场的区域时,粒子受电场力qE和洛伦兹力qvB作用,无论粒子带正电还是带负电,电场力和洛伦兹力的合力为零,匀速通过这个区域.当初速度v0>v的时候,粒子往上偏;当初速度v0<v的时候,粒子往下偏.速度选择器的特点是:(1)只选速度,不选电性.即不管是带正电还是带负电,只要初速度满足一定的关系,粒子均能直线飞出.(2)单向性:粒子只能从一个方向打入,另外一个方向飞出.二、实例应用1.磁流体发电机磁流体发电机的实物原理图如图2所示,等离子气体喷入磁场,正负离子在洛仑兹力作用下发生上下偏转而聚集到A、B板上,产生电势差,从而对外供电.应用例析目前我国正在研制一种新型发电机,叫做磁流体发电机.如图所示是它的原理图.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,但从总体来说呈中性)以水平速度v通过两水平放置的平行金属板的空间,空间存在磁感强度为B的匀强磁场,这时金属板就会聚集电荷,形成电压.设金属板长为 a ,宽度为b ,两板间距为d,并且有电阻R 接在两板间,该等离子体充满板间空间,其电阻率为ρ,求S 闭合后通过R的电流.分析:由于等离子体含有大量的正负离子,故可认为它是导体,所以长为d 的导体在磁场中切割磁感线,产生感应电动势 ε=Bdv等离子体产生的电阻可认为是内阻 r =ρd / ab所以产生的电流 I = ε/ ( R+r) = Bdvab /(Rab+ρd)2.电磁流量计(如图4所示)在非磁性材料做成的圆管道外加一匀强磁场区域,当管中的导电液体流过此磁场区域时,测出管壁上下两点间的电视差U ,就可以知道管中的液体的流量Q ——单位时间内流过液体的体积(m³/ѕ).已知管的直径为D 和磁感应强度为B.应用例析(2004全国高考)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截面的流体的体积).为了简化,假设流量计是如图5所示的横截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,现于流量计所在处加磁感强度为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、下两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.已知流体的电阻率为ρ,不计电流表的内阻,则可求得流量.分析 电流表稳定读数的时候,说明上下两表面的电势差恒定,根据定义可以知道Q=Svt/t=Sv=bcv (1)又由v=E/B 得到v=I(R+r)/B=I(R+ρc/ab)B (2)将(2)代入(1)整理即可得到 Q=)(ac bR B I ρ+3.霍尔效应如图6所示,厚度为h 、宽度为d 的导体板放在垂直于它的磁感应强度为B 的均匀磁场中,当电流通过导体板时,在导体的上侧面A 和下侧面A ′之间会产生电势差,这种现象称为霍尔效应,实验表明:当磁场不太强时,电势差U 、电流I 和B 的关系为:d IB K U =式中的比例系数K 称为霍尔系数.应用例析磁强计是利用霍尔效应来测量磁感应强度B 的仪器.其原理可解为:如图-7所示,一块导体接上a 、b 、c 、d 四个电极,将导体放在匀强磁场之中,a 、b 间通以电流I ,c 、d 间就会出现电势差,只要测出c 、d 间的电势差U ,就可测得B .分析 设c 、d 间电势差达到稳定,则U=EL ,此时导电的自由电荷受到的电场力与洛伦兹力相平衡,即Eq=qvB ,式中v 为自由电荷的定向移动速度.由此可知 LvU v E B ==.设导体中单位体积内的自由电荷数为n ,则电流I=nqsv 式中S 为导体横截面积,S=Ld .因此InqdU B nqLd I v ==, 由此可知B ∝U.这样只要将装置先在已知磁场中定出标度,就可通过测定U 来确定B 的大小了.随着科学技术的发展突飞猛进,其应用领域越来越广泛,越来越贴近我们的生活,应该说科技就在我们的身边.这些是信息迁移类题目,有些材料内容是普通物理的内容,对中学生来讲可能是比较陌生的,要通过仔细阅读和分析,并结合脑海中已有知识才能解决的,也就是说“材料是新的,但内容还是旧的”,所以很有必要对一些专题类知识进行总结,要举一反三,以帮助学生更好的解决问题.。
速度选择器的原理和应用1. 速度选择器的概述速度选择器是一种用于控制旋转设备的转速的装置。
它可以在电机驱动下,按照要求调整转速,以达到不同的应用需求。
速度选择器主要分为机械速度选择器和电子速度选择器两种类型。
2. 机械速度选择器的原理和应用机械速度选择器是通过机械传动装置实现转速控制的装置。
它利用齿轮、皮带等传动元件,将电机的转速传递给被驱动设备,通过调整传动比例来实现不同转速。
机械速度选择器常见的应用场景包括汽车变速器、工业生产线上的传送带等。
机械速度选择器的特点包括: - 结构简单,可靠性高。
- 耐用性好,适用于恶劣环境。
- 转速范围有限,调整不够灵活。
- 需要停机或切换传动装置才能实现转速调节。
3. 电子速度选择器的原理和应用电子速度选择器是通过电子控制器控制电机的转速的装置。
它利用电子控制器对电机供电进行调整,从而实现精确的转速控制。
电子速度选择器常见的应用场景包括风力发电机组、电动车、数控机床等。
电子速度选择器的特点包括: - 转速范围广,调整灵活性高。
- 可实现精确的转速控制。
- 电子元件易受环境影响,对电源质量要求高。
- 价格较高,维修成本较大。
4. 速度选择器的应用案例速度选择器在现代化的工业生产中扮演着重要的角色。
以下是几个速度选择器的应用案例:4.1. 制药行业在制药行业,速度选择器常用于搅拌罐的转速控制。
不同药物制剂的生产过程中,需要控制搅拌罐的转速,以达到不同的反应条件和混合效果。
4.2. 食品加工行业在食品加工行业,速度选择器常用于搅拌机、切割机和榨汁机等设备的转速控制。
通过调整设备的转速,可以实现不同食品的加工效果,提高生产效率。
4.3. 交通运输行业在交通运输行业,速度选择器广泛应用于汽车、摩托车等交通工具的变速器中。
通过调整变速器的传动比例,可以实现车辆在不同道路和行驶条件下的合理转速,提高燃油利用率和驾驶舒适性。
4.4. 海洋工程在海洋工程中,速度选择器被广泛应用于船舶的推进系统。
速度选择器原理
速度选择器是一种电子设备,常用于处理和控制电信号或数据流的速度。
它主要由两个关键组件构成:时钟信号发生器和频率除法器。
时钟信号发生器产生一个稳定的高频时钟信号,通常是以
MHz或GHz为单位。
这个时钟信号作为速度选择器的基准信号,决定了整个系统的工作速度。
时钟信号发生器能够提供各种频率的时钟信号,以满足不同的应用需求。
频率除法器根据输入的时钟信号和特定的除法比例,将输入的时钟信号频率分频到所需的速度。
除法比例是通过设置除法器的控制信号来实现的。
这样,速度选择器就能将高速的输入时钟信号变换为低速的输出信号。
除了基本的时钟频率分频功能,速度选择器还可能包含其他功能。
例如,它可以实现时钟相位调整,以确保信号在传输过程中的同步性。
此外,速度选择器还可以提供多个输出信号,使其能够驱动不同速度的设备。
总的来说,速度选择器通过时钟信号发生器生成高频时钟信号,再通过频率除法器将高频时钟信号分频到所需的速度,从而实现信号速度的控制和选择。
它在电子系统中起到重要的作用,使不同速度的设备能够协调工作。
速度选择器
如图所示为速度选择器装置示意图
速度选择器内有相互正交的匀强电场和匀强磁场所组成的场区,在其中运动的粒子所受重力可忽略不计。
正交电、磁场对粒子的速度有选择功能,当粒子所受的洛伦兹力和电场力平衡,即qE qvB =时,粒子流将沿直线通过该区域,这样就把满足B
E v =的粒子在速度选择器中选择出来了。
粒子速度选择器具有一下特点。
(1)粒子的受力特点:静电力(F )与洛伦兹力(F ')方向相反(重力忽略不计)
(2)从力的角度看:静电力和洛伦兹力平衡,即qE qvB =
(3)从速度角度看:B
E v =。
可知速度选择器只对选择的粒子速度有要求,而对粒子的质量、电荷量大小及正、负无要求。
(4)可根据所需要的粒子的速度通过调节电场强度E 和磁感应强度B 来选择粒子速度的大小。
(5)v 、E 、B 三者的方向是相互制约的,可通过调节电场强度E 和磁感应强度B 的方向来选择粒子速度的方向。
如图所示电场和磁场方向,粒子应从左侧进入平行板,若从右侧沿虚线进
入平行板,则不能做直线运动。
(6)速度选择器无法选择粒子的电性。
(7)当B E v >
时,粒子向F '方向偏转,F 做负功,粒子的动能减小,电势能增大;
(8)当B
E v <时,粒子向
F 方向偏转,F 做正功,粒子的动能增大,电势能减小。
速度选择器原理
速度选择器是一种用于选择不同速度的装置。
它通常应用于汽车、飞机、火车等交通工具中,用于控制运行速度以适应不同的路况或需求。
速度选择器的原理基于机械、电子或液压系统。
其中,机械速度选择器主要由齿轮组成。
它通过不同齿轮的组合,将传动动力分配到不同的轮轴上,以实现不同速度的选择。
通过手动操作速度选择器的杆或按钮,驾驶员可以选择所需的速度档位,从而调整车辆的行驶速度。
电子速度选择器则利用电子控制单元(ECU)来实现速度控制。
它通过传感器感知车辆的速度和驾驶员的要求,然后将指令发送给发动机控制单元,控制油门开度以达到所需的速度。
这种速度选择器具有更精确的控制性能和响应速度。
液压速度选择器是利用液压系统的工作原理来实现速度调节。
它通常由液压油泵、液压缸和调节阀等组成。
当驾驶员需要改变速度时,调节阀会改变液压系统的工作压力或流量,从而改变液压缸的工作效果,进而控制速度的变化。
总的来说,速度选择器的原理可以是机械、电子或液压的。
不论采用何种原理,速度选择器的功能都是根据驾驶员的需求来调节和控制交通工具的运行速度。
考点29 速度选择器速度选择器(选修3-1第三章:磁场的第五节运动电荷在磁场中受到的力)★★○○○1、速度选择器:能把具有特定速度的粒子选择出来的装置叫做速度选择器.2、构造:如图所示,电场强度E与磁感应强度B相互垂直。
3、原理:设带电粒子的电荷量为q,则带电粒子受到的电场力F电=Eq,洛伦兹力F洛=Bqv;二力平衡,故F电=F洛,即Eq= Bqv,故带电粒子的速度为v=E/B。
1、速度选择器不受电荷正负、带电性质的影响由于带电粒子在速度选择器中是处于平衡状态的,即F电=F洛,故Eq= Bqv,所以v=E/B。
可见带电粒子电荷量的大小对速度选择器所选出的速度的大小无关,电荷的正负也对速度选择器所选择出来的粒子的速度大小无关。
2、速度选择器与带电粒子进入的方向有关若正电荷从P 点进入向右运动,则受向下的电场力和向上的洛伦兹力,二力可以平衡;若带电粒子从Q 点进入向左运动,则受到向下的电场力和向下的洛伦兹力,此时粒子是不能够平衡的,此时粒子不能够通过速度选择器。
例:(多选)如图所示,一电荷量为q 的正离子以速度v 0射入离子速度选择器,恰能沿直线飞出,速度选择器中的电场强度为E ,磁感应强度为B ,则( )A.若改为电荷量为-q 的离子,将往上偏B 。
若速度变为2v 0,将往上偏C 。
若改为带电荷量为+2q 的离子,将往下偏D.若速度变为v 0/2,将往下偏【答案】BD【精细解读】粒子在穿过速度选择器时所受的力为:竖直向下的电场力Eq 和竖直向上的洛伦兹力qvB ,且此时;改为电荷量为的离子,受到的电场力竖直向上,洛伦兹力方向竖直向上,仍旧满足,所以仍做直线运动,A 错误;若速度变为,则,将向上偏,B 正确;若改为带电荷量为+2q 的离子,仍满足,所以仍做直线运动,C 错误;若速度变为,则,粒子想向下偏转,D 正确.Eq B q v =q -E q B q v =02v 2E q B q v <E q B q v =012v 12Eq Bqv >1、(2014年云南省楚雄市高二上学期学业水平测试)如图所示的速度选择器中有正交的电场和磁场,有一粒子沿垂直于电场和磁场的方向飞入其中,并沿直线运动(不考虑重力作用),则此粒子A 。
速度选择器知识点总结速度选择器是一种用于调整设备上发动机的速度的装置,它可以帮助人们控制设备的运行速度。
它是一种用于控制运动速度的装置,可以准确控制设备速度,可以精确控制和调整发动机的转速。
另外,速度选择器还可以用于控制不同类型设备的运行速度,以满足不同应用环境。
速度选择器是一种常用的变速设备,它有助于控制发动机的转速,并将其准确读取到特定的转速。
其工作原理是采用直流电机和电动机的控制,由速度控制装置的输入的低电压控制发动机的输出功率,从而精确控制发动机的转速。
速度选择器的应用非常广泛,它可以用于控制机械设备、机械工具、农业机械、电动工具、家用电器等各种设备的运行速度,从而使得设备能够更加安全、高效地运行。
速度选择器的组成主要有三部分,速度控制装置、直流电机和发动机。
速度控制装置是一种由电动机驱动的装置,它可以用来控制发动机的转速,电动机的驱动力可以控制发动机的转速;直流电机可以提供输出低压,以控制发动机的转速;发动机可以提供设备运行的动力,当电动机提供的力足够时,发动机可以保持设定的转速。
此外,还有其他一些常用的控制装置,比如流量计、温度传感器等,这些装置可以提供更多的运行信息,以及与速度控制系统的有效集成,从而达到更优的控制效果。
速度选择器在运行中也需要定期维护,主要包括检查发动机,保持速度控制系统良好,监控系统参数等。
首先,要检查发动机,看它是否处于良好的工作状态,是否有损坏或老化;其次,要经常检查速度控制系统,确保控制系统安全可靠;最后,要定期监控系统参数,确保运行中的参数处于正常范围。
总之,速度选择器是一种可以控制发动机转速的重要设备,它具有精准控制、安全可靠、运行维护方便等诸多优点,广泛应用于各种设备,为用户提供了良好的操作体验。
此外,速度选择器在运行中也需要定期维护,以确保它能够正常运行,为用户提供安全可靠的服务。
速度选择器原理速度选择器是一种用来控制粒子速度的装置,它在物理实验和工程应用中有着广泛的应用。
速度选择器的原理主要是基于电场和磁场的作用,通过对粒子施加电场和磁场的力来实现对粒子速度的选择。
下面我们将详细介绍速度选择器的原理。
首先,我们来看看速度选择器是如何工作的。
速度选择器通常由一个磁场和一个电场组成。
当粒子进入速度选择器时,它们受到电场和磁场的力的作用。
电场会对粒子施加一个电场力,而磁场会对粒子施加一个磁场力。
这两个力的方向和大小会根据粒子的速度而有所不同。
通过调节电场和磁场的大小和方向,可以实现对不同速度的粒子进行筛选和控制。
其次,我们来分析速度选择器的原理。
在速度选择器中,粒子受到的电场力和磁场力可以分别表示为F电和F磁。
根据洛伦兹力的公式,我们可以得到粒子受到的总的力F总:F总 = F电 + F磁。
其中,F电 = qE,表示粒子受到的电场力;F磁 = qvB,表示粒子受到的磁场力;q表示粒子的电荷量,E表示电场强度,v表示粒子的速度,B表示磁场强度。
当粒子的速度为v时,它受到的电场力和磁场力的大小和方向会发生变化。
通过调节电场强度E和磁场强度B的大小和方向,可以实现对特定速度的粒子进行选择和控制。
这就是速度选择器的原理。
最后,我们来总结一下速度选择器的应用。
速度选择器广泛应用于物理实验和工程技术中。
在物理实验中,速度选择器可以用来筛选特定速度的粒子,从而进行粒子物理实验和研究。
在工程技术中,速度选择器可以用来控制粒子的速度,从而实现对粒子的加速、聚焦和分离。
速度选择器在核物理、粒子加速器、质谱仪等领域都有着重要的应用价值。
综上所述,速度选择器是一种通过电场和磁场控制粒子速度的装置,它的原理是基于洛伦兹力的作用。
通过调节电场和磁场的大小和方向,可以实现对特定速度的粒子进行选择和控制。
速度选择器在物理实验和工程应用中有着重要的作用,对于推动科学研究和技术发展具有重要意义。
速度选择器高考知识点速度选择器是一个物理领域中常见的仪器,广泛应用于科研、工业生产以及其他各个领域。
它是一种能够按照一定的要求控制物体速度的装置,对于我们理解和应用它,有一些必要的知识点需要了解。
首先,我们需要了解速度选择器的基本原理。
速度选择器通过调节电场和磁场的大小和方向,对带电粒子施加力,使具有特定速度的粒子通过,而其他速度的粒子则被过滤掉。
这个过程的基本原理是根据粒子在电场和磁场中受到的洛伦兹力,以及带电粒子的质量和电荷来确定。
其次,从物理学的角度来看,速度选择器和电磁场有着密切的关系。
我们知道,电磁场对带电粒子有力的作用,而速度选择器恰好利用了这一点。
在速度选择器中,通过调节电场和磁场的强度和方向,可以对不同速度的粒子产生不同的受力效应,从而实现对带电粒子速度的选择。
另外,了解速度选择器的构造和工作原理也是非常重要的知识点。
速度选择器一般由两个主要部分组成:一个电场部分和一个磁场部分。
电场部分可以通过调节高压电源的电压和极板的间距来形成电场。
而磁场部分则由磁铁或者电磁铁产生,可以通过调节磁铁的电流和磁体的位置来形成磁场。
通过控制这两个部分,就可以实现对带电粒子速度的选择。
除此之外,速度选择器还有一些特殊的应用。
例如,它可以用于质谱仪中,根据带电粒子的质量和电荷比来分析和鉴定物质的组成。
它也可以用于离子加速器中,通过选择性地加速或者减速带电粒子,来实现对粒子束的控制。
这些应用不仅需要对速度选择器的构造和原理有深刻的理解,还需要对其他相关的知识点进行综合的应用和分析。
总的来说,速度选择器作为一种重要的物理器件,对于我们了解和应用其工作原理有一定的难度。
但是,通过掌握其基本原理、构造和工作原理,我们就能够更好地理解和应用它。
同时,在高考中,速度选择器也是一个重要的考点,对于理科生而言,掌握这些知识点非常有必要。
通过对速度选择器的了解,我们不仅能够更好地理解物理世界中的一些现象和现象,还能够应用这些知识解决实际问题。
质谱仪中速度选择器的作用质谱仪里的速度选择器啊,那可真是个神奇的玩意儿!你说它就像一个严格的把关者,把不符合要求的粒子统统拒之门外。
想象一下,一堆粒子就像一群调皮的孩子,争先恐后地往前跑。
而速度选择器呢,就稳稳地站在那里,不慌不忙地进行筛选。
只有那些速度恰到好处的粒子才能顺利通过,其他的呀,就只能灰溜溜地被淘汰啦。
它就像是一场比赛的裁判,公正公平,丝毫不讲情面。
速度快了不行,速度慢了也不行,必须得刚刚好。
这可不就和咱生活中的很多事儿一样嘛!比如找工作,你得具备刚刚好的能力和素质,才能被心仪的公司选中。
速度选择器的作用可太重要啦!要是没有它,质谱仪可就乱套啦。
那些不合适的粒子都跑进去捣乱,那得出的结果还能准确吗?那肯定不行呀!所以说呀,它就像是一个忠诚的卫士,坚守着自己的岗位,保证整个系统的正常运行。
你看,它虽然只是质谱仪里的一个小部件,但却发挥着不可或缺的作用。
就像我们生活中的每一个普通人,也许岗位平凡,但只要认真负责,就能为整个社会的运转贡献自己的力量。
我们在生活中也会遇到各种“速度选择器”呀。
比如说考试,那就是对我们知识掌握程度的一个筛选。
只有平时努力学习,掌握了合适的知识量和解题速度,才能在考试中取得好成绩。
这和速度选择器筛选粒子不是很像吗?再比如说交朋友,我们也会不自觉地进行选择呀。
和那些志同道合、脾气相投的人成为好朋友,而那些和我们不合拍的人,可能就慢慢疏远了。
这不也是一种“速度选择器”的作用吗?总之啊,速度选择器虽然看似不起眼,但在质谱仪中却有着至关重要的地位。
它让整个系统更加精确、高效地运行。
我们也要像速度选择器一样,在自己的位置上发挥出最大的作用,让我们的生活更加美好呀!不管是在学习、工作还是人际交往中,都要找到那个最适合自己的“速度”,才能顺利地通过各种“关卡”,走向成功的彼岸呢!你说是不是这个理儿?。
速度选择器的应用
丁红明陈苡
浙江省平湖中学浙江平湖 314200
在电磁感应里面,经常要碰到速度选择器这一类型的题目,很多同学上课听的时候都会的,但应用到实践的时候,稍微变形就有困难了,下面对高中涉及到的速度选择器进行归纳整理.
一、原型
利用垂直的电场、磁场选出一定速度的带电粒子的装置.基本构造如图(1)所示,两平行金属板间加电压产生匀强电场E,匀强磁场B与E垂直.
当带电为q的粒子以速度v垂直进入匀强电场和磁场的
区域时,粒子受电场力qE和洛伦兹力qvB作用,无论粒
子带正电还是带负电,电场力和洛伦兹力的合力为零,
匀速通过这个区域.当初速度v0>v的时候,粒子往上偏;
当初速度v0<v的时候,粒子往下偏.速度选择器的特点
是:(1)只选速度,不选电性.即不管是带正电还是带负电,
只要初速度满足一定的关系,粒子均能直线飞出.
(2)单向性:粒子只能从一个方向打入,另外一个方向飞
出.
二、实例应用
1.磁流体发电机
磁流体发电机的实物原理图如图2所示,等离子气体
喷入磁场,正负离子在洛仑兹力作用下发生上下偏转而聚
集到A、B板上,产生电势差,从而对外供电.
应用例析
目前我国正在研制一种新型发电机,叫做磁流体发电机.
如图所示是它的原理图.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,但从总体来说呈中性)
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
在磁感强度为B的匀强磁场,这时金属板就会聚集电荷,形
成电压.设金属板长为 a,宽度为b,两板间距为d,并且有
电阻R接在两板间,该等离子体充满板间空间,其电阻率为
ρ,求S闭合后通过R的电流.
分析:由于等离子体含有大量的正负离子,故可认为它是导
体,所以长为d的导体在磁场中切割磁感线,产生感应电
动势ε=Bdv
等离子体产生的电阻可认为是内阻r =ρd / ab
所以产生的电流 I = ε/ ( R+r) = Bdvab /(Rab+ρd)
2.电磁流量计(如图4所示)
在非磁性材料做成的圆管道外加一匀强磁场区域,当
管中的导电液体流过此磁场区域时,测出管壁上下两点间
的电视差U,就可以知道管中的液体的流量Q——单位时
间内流过液体的体积(m³/ѕ).已知管的直径为D和磁感应
强度为B.
应用例析
(2004全国高考)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
内横截面的流体的体积).为了简化,假设流量计是如
图5所示的横截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,现于流量计所在处加磁感强度为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、下两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.已知流体的电阻率为ρ,不计电流表的内阻,则可求得流量.
分析 电流表稳定读数的时候,说明上下两表面的电势差恒定,根据定义可以知道 Q=Svt/t=Sv=bcv (1)
又由v=E/B 得到v=I(R+r)/B=I(R+ρc/ab)B (2)
将(2)代入(1)整理即可得到 Q=)(a
c bR B I ρ+ 3.霍尔效应
如图6所示,厚度为h 、宽度为d 的导体板放在
垂直于它的磁感应强度为B 的均匀磁场中,当电流
通过导体板时,在导体的上侧面A 和下侧面A ′之间
会产生电势差,这种现象称为霍尔效应,实验表明:
当磁场不太强时,电势差U 、电流I 和B 的关系为:
d
IB K U =式中的比例系数K 称为霍尔系数. 应用例析
磁强计是利用霍尔效应来测量磁感应强度B 的仪器.其原
理可解为:如图-7所示,一块导体接上a 、b 、c 、d 四个电极,
将导体放在匀强磁场之中,a 、b 间通以电流I ,c 、d 间就会
出现电势差,只要测出c 、d 间的电势差U ,就可测得B .
分析 设c 、d 间电势差达到稳定,则U=EL ,此时导电的
自由电荷受到的电场力与洛伦兹力相平衡,即Eq=qvB ,式中
v 为自由电荷的定向移动速度.由此可知 Lv
U v E B ==
.设导体中单位体积内的自由电荷数为n ,则电流I=nqsv 式中S 为导
体横截面积,S=Ld .因此I nqdU B nqLd I v ==, 由此可知B ∝U.这样只要将装置先在已知磁场中定出标度,就可通过测定U 来确定B 的大小了.
随着科学技术的发展突飞猛进,其应用领域越来越广泛,越来越贴近我们的生活,应该说科技就在我们的身边.这些是信息迁移类题目,有些材料内容是普通物理的内容,对中学生来讲可能是比较陌生的,要通过仔细阅读和分析,并结合脑海中已有知识才能解决的,也就是说“材料是新的,但内容还是旧的”,所以很有必要对一些专题类知识进行总结,要举一反三,以帮助学生更好的解决问题.
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