速度选择器的应用
关于速度选择器的讨论
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(质谱仪、速度选择器、回旋加速器、磁电式发电子、电磁流量计)
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
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
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。
高二物理洛伦兹力应用习题概况
应用（四）霍尔效应应用之一 ： 等离子体（磁流体）发电机
如图所示A 、B两板间距为d ，两板之间充满磁感应强度
为B的匀强磁场，等离子体（高温下产生的等量的正、负
离子的气体）以水平速度v0进入磁场，外接电阻为R，求
A到B的两当电板后场间续力的离可电子以势受与差多大转？积电路中的F洛电-流多- F大电-？ -
2、原理： 加速场中qU =mv2/2 速度选择器中:Eq=qvB1 偏转磁场中:qvB2＝mv2/r, 直径d＝2r
比荷: q 2E m B1B2d
3、作用：主要用于测量粒子的比荷、质量、分析同位素．
应用（四）霍尔效应
电路中有一段金属导体，它的横截面为边长等于a的正方形，放在沿x正
方向的匀强磁场中，导体中通有沿y方向、电流强度为I的电流，已知金
2、原理：外部磁场的洛伦兹力使运 动的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，从而形成横向电场，横向电场 对电子施加与洛伦兹力方向相反的 静电力，当静电力与洛伦兹力达到 平衡时，导体板上下两侧之间就会 形成稳定的电势差。
F电 ++++
---F洛
3、霍尔效应原理的应用常见的有：霍尔元件、磁流体发电机、电 磁流量计、磁强计等。
属导体单位体积中的自由电子数为n，电子电荷量为e，金属导体导电过
程中，自由电子所做的定向移动可以认为是匀速运动，测出导体上下两 侧面间的电势差为U。试分析：（1）导体上、下侧面哪个电势较高？
（2）磁场的磁感应强度是多少？
解析：（1）根据左手定则可知电 子向下侧偏移，下表面带负电荷， 上表面带正电荷，所以上侧电势高。
（1）电子： F电=eE
速度选择仪
F洛 evB
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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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