教科版高中物理选择性必修第二册第一章磁场对电流的作用专题课三洛伦兹力与现代科技课件（22页ppt）

(共22张PPT)
第一章　磁场对电流的作用
专题课三　洛伦兹力与现代科技
第*页
学习目标：1.知道速度选择器、磁流体发电机、霍尔元件的工作原理. 2.学会应用工 作原理解决实际问题.
第*页
专题一　速度选择器
专题　讲座
速度选择器是近代物理学研究中常用的一种实验工具，其功能是可以选择某种速度的 带电粒子.如图，两极板间存在匀强电场和匀强磁场，二者方向互相垂直，带电粒子 从左侧射入，不计粒子重力.
（2）速度选择器中偏转情况：
研习　经典
BD
A. 磁场方向必须垂直纸面向外
C. 只有带负电的粒子（不计重力）才能通过此速度选择器
BC
第*页
专题二　磁流体发电机
专题　讲座
　磁流体发电机
磁流体发电机的发电原理图如图甲所示，其平面图如图乙所示.平行金属板 A、B之间 有一个很强的磁场，将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒 子）喷入磁场，A、B两板间便产生电压.如果把 A、B和用电器连接，A、B就是一个 直流电源的两个电极.
甲
乙
研习　经典
A. 仅减小两板间的距离，发电机的电动势将增大
B. 仅增强磁感应强度，发电机的电动势将减小
C. 仅增加负载的阻值，发电机的输出功率将减小
D. 仅减小磁流体的喷射速度，发电机的总功率将减小
D
第*页
专题三　霍尔元件
专题　讲座
如图所示，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的匀强磁场中，当电流通过导体板时，在导体板的上表面A和下表面A'之间会产生电势差U，这种现象称为霍尔效应.
霍尔效应可解释为：外部磁场对运动电子的洛伦兹力使电子聚集在导体板的一侧，在 导体板的另一侧会出现多余的正电荷，从而形成电场.电场对电子施加与洛伦兹力方 向相反的电场力.当电场力与洛伦兹力达到平衡时，导体板上下两面之间就会形成稳 定的电势差.电流是自由电子的定向移动形成的，电子的定向移动平均速率为v，电荷 量为e.
（1）达到稳定状态时，导体板上表面A的电势低于下表面A'的电势.
（2）电子所受洛伦兹力的大小为F洛＝evB.
（4）上、下两表面产生的稳定的电势差U＝Bhv.
研习　经典
C
A. 不管载流子带电性质如何，电极N的电势一定高于电极M
B. 不管载流子带电性质如何，电极N的电势一定低于电极M
C. 只有当载流子为负电荷时，电极M的电势才高于电极N
D. 只有当载流子为正电荷时，电极M的电势才高于电极N
解析：当载流子为负电荷时，由左手定则可知，负电荷偏向电极N，则电极M的电势 高于电极N；当载流子为正电荷时，由左手定则可知，正电荷偏向电极N，电极M的 电势低于电极N. 故选C.
CD
A. 如果是P型半导体，有φM＞φN
B. 如果是N型半导体，有φM＜φN
C. 如果是P型半导体，有φM＜φN
D. 如果是金属导体，有φM＞φN
解析：如果是P型半导体，由左手定则知带正电的粒子向N板偏转，所以N板的电势 高，即φM＜φN，故C项正确，A项错误；如果是N型半导体或金属导体，由左手定则 知电子向N板偏转，所以N板的电势低，即φM＞φN，B项错误，D项正确.故选CD.
名师点评
　　分析两侧面产生电势高低时应特别注意霍尔元件的材料，若霍尔元件的材料是金 属，则参与定向移动形成电流的是电子，偏转的也是电子；若霍尔元件的材料是半导 体，则参与定向移动形成电流的可能是正“载流子”，此时偏转的是正电荷.