带电粒子在电磁场中运动的科技应用

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　　由题意得U_H＝R_H 　　解得 　　（3）a．由于在时间t内，霍尔元件输出的脉冲数目为P，则 　　解得圆盘转速为 　　b．提出的实例或设想合理即可 　　点评：此题是以霍尔效应为背景的高考试题，求解霍尔效应中的电场强度仍可利用解决速度选择器的方法，可见霍尔效应为速度选择器的变式。解此类问题的关键是善于利用题目给定的有效信息，挖掘隐含条件，建立物理模型，真正体验“从生活走向物理，从物理走向社会”学习真谛。 　　例9．（09·北京）单位时间内流过管道横截面的液体体积叫做液体的体积流量（以下简称流量）。有一种利用电磁原理测量非磁性导电液体（如自来水、啤酒等）流量的装置，称为电磁流量计。它主要由将流量转换为电压信号的传感器和显示仪表两部分组成。 　　传感器的结构如图15所示，圆筒形测量管内壁绝缘，其上装有一对电极和c，A．C间的距离等于测量管内径D，测量管的轴线与A．C的连接方向以及通电线圈产生的磁场方向三者相互垂直。当导电液体流过测量管时，在电极A．C间出现感应电动势E，并通过与电极连接的仪表显示出液体流量Q。设磁场均匀恒定，磁感应强度为B。 　　（1）已知m、T、m³/s，设液体在测量管内各处流速相同，试求E的大小（取3．0） 　　（2）一新建供水站安装了电磁流量计，在向外供水时流量本应显示为正值。但实际显示却为负值。经检查，原因是误将测量管接反了，即液体由测量管出水口流入，从入水口流出。因水已加压充满管道，不便再将测量管拆下重装，请你提出使显示仪表的流量指示变为正值的简便方法； 　　（3）显示仪表相当于传感器的负载电阻，其阻值记为。A．C间导电液体的电阻r随液体电阻率的变化而变化，从而会影响显示仪表的示数。试以E、R、r为参量，给出电极A．C间输出电压U的表达式，并说明怎样可以降低液体电阻率变化对显示仪表示数的影响。 　　解析：（1）画出测量管的截面图（从原图有左向右侧面看）如图16所示，正离子垂直于纸面向里运动，根据左手定则，受洛仑兹力指向a；负离子垂直于纸面向里运动，根据左手定则，受洛仑兹力指向c，则a边聚集正电荷，c边聚集负电荷，形成电压，当电压稳定时，电场力与洛伦兹力平衡。由平衡条件得 　　 　　由流量的定义，有Q=Sv= 　　联立解得

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