第三课时带电粒子在复合场中的运动第一关：根底关展望高考基础知识一、速度选择器知识讲解速度选择器〔如以以下图所示〕①平行板中电场强度E和磁感应强度B互相垂直.这种装置能把具有一定速度的粒子选择出来，所以叫做速度选择器.②带电粒子能够匀速沿直线通过速度选择器的条件是Bqv=Eq,即v=.活学活用1.1以很小的速度进入电压为U的加速电场区〔初速度不计〕，加速后，再通过狭缝S2、S3射入磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于磁场区的界面PQ，最后，分子离子打到感光片上，形成垂直于纸面且平行于狭缝S33的距离为d,导出分子离子质量m的表达式.解析：设离子的质量为m、带电荷量为q,经过加速电场时，有qU=mv2那么从狭缝S3射入磁场区域的速度v=①射入磁场后，受洛伦兹力作用做匀速圆周运动，由于垂直于边界射入，离子恰经过半个圆，如以下图，其圆半径R=,由离子做匀速圆周运动的条件：qvB=,代入①式的结果后，即得离子的质量m=.答案：m=二、磁流体发电机知识讲解如以下图，由燃烧室O燃烧电离成的正、负离子〔等离子体〕以高速v喷入偏转磁场B中.在洛伦兹力作用下，正、负离子分别向上、下极板偏转、积累，从而在板间形成一个向下的电场，两板间形成一定的电势差：当qvB=时，电势差稳定为U=dvB，这就相当于一个可以对外供电的电源.活学活用——磁流体发电机，它的原理图如以下图，设想在相距为d的两平行金属板间加一磁感应强度为B的匀强磁场，两板通过开关和灯泡相连.将气体加热到使之高度电离后，由于正、负离子一样多，且带电荷量均为q,因而称为等离子体，将其以速度v喷入甲、乙两板之间，这时甲、乙两板就会聚集电荷，产生电压，这就是磁流体发电机的原理，它可以直接把内能转化为电能，试问：〔1〕图中哪个极板是发电机的正极？〔2〕发电机的电动势多大？〔3〕设喷入两极板间的离子流每立方米有n个负电荷，离子流的横截面积为S，那么发电机的最大功率多大？解析：〔1〕等离子体从左侧射入磁场，正离子受向上的洛伦兹力而偏向甲板，使甲板上积累正电荷，相应的乙板上积累负电荷，成为电源的正、负两极.甲板是发电机的正极.(2)当开关断开时，甲、乙两板间的电压即为电源的电动势.稳定时，甲、乙两板上积累的电荷不再增加，此时的等离子体所受的洛伦兹力与电场力恰好平衡，那么有=qvB即得电源的电动势为U=Bdv.〔3〕理想状态时，喷入两极板间的离子流全部流向两极板，这时电源到达最大功率.此时，电路中的最大电流为Imax=式中N为在t时间内喷入两极板间的...
