物理總復(fù)習(xí)磁場學(xué)

1、專題一專題一 磁場磁場專題一專題一 磁場磁場一一. .磁場性質(zhì)磁場性質(zhì)二二.磁感線磁感線-描述空間磁場強(qiáng)弱和方向的假想曲線描述空間磁場強(qiáng)弱和方向的假想曲線1. .磁場的產(chǎn)生磁場的產(chǎn)生: :在磁體在磁體, ,通電導(dǎo)線通電導(dǎo)線, ,運(yùn)動(dòng)電荷周圍空間產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)電荷周圍空間產(chǎn)生的特殊物質(zhì)的特殊物質(zhì). . 2. .磁場的方向磁場的方向= =小磁針小磁針N極所指方向極所指方向=磁感線某點(diǎn)的切線磁感線某點(diǎn)的切線方向方向=磁感強(qiáng)度磁感強(qiáng)度B的方向的方向3.磁現(xiàn)象的磁現(xiàn)象的電電本質(zhì)本質(zhì):一切磁現(xiàn)象都是運(yùn)動(dòng)電荷一切磁現(xiàn)象都是運(yùn)動(dòng)電荷(電流電流)之間通之間通過磁場而發(fā)生的相互作用過磁場而發(fā)生的相互作用.1.磁感線的疏

2、密磁感線的疏密-磁場的強(qiáng)弱磁場的強(qiáng)弱2.磁感線某點(diǎn)的切線方向磁感線某點(diǎn)的切線方向-磁場的方向磁場的方向3.磁感線是無頭無尾的閉合曲線磁感線是無頭無尾的閉合曲線4.磁感線不會(huì)交叉磁感線不會(huì)交叉1、直線電流的磁場直線電流的磁場5.右手螺旋定則右手螺旋定則(安培定則安培定則)-判斷電流周圍的磁感線方向判斷電流周圍的磁感線方向III2、環(huán)形電流的磁場環(huán)形電流的磁場環(huán)形電流相當(dāng)于一個(gè)磁體環(huán)形電流相當(dāng)于一個(gè)磁體SNIII3、通電螺線管的磁場通電螺線管的磁場通電螺線管相當(dāng)通電螺線管相當(dāng)于一個(gè)條形磁鐵于一個(gè)條形磁鐵ISNI三三. .磁感強(qiáng)度磁感強(qiáng)度B2.特點(diǎn)特點(diǎn):(1)比值定義比值定義,磁感強(qiáng)度磁感強(qiáng)度B是磁

3、場的屬性是磁場的屬性,與與I,L無關(guān)無關(guān)四四. .電流在磁場中的受力電流在磁場中的受力( (安培力安培力)1.定義定義: B=F/IL 單位單位:特斯拉特斯拉(T) (N/Am)矢量矢量:磁感強(qiáng)度磁感強(qiáng)度B的方向的方向=磁場方向磁場方向(2)電流電流(導(dǎo)線導(dǎo)線)與與磁感線垂直放置磁感線垂直放置(3)電流受力電流受力F方向不是磁感強(qiáng)度方向不是磁感強(qiáng)度B的方向的方向1.安培力的大小安培力的大小:F=BILsin ( 為為B與與I之間的夾角之間的夾角)2.安培力的方向安培力的方向:左手定則左手定則 (生生力力用用左左手；生手；生電電用用右右手手) 手心手心-穿過磁感線穿過磁感線 四個(gè)手指四個(gè)手指-電

4、流方向電流方向 大拇指大拇指-安培力方向安培力方向3.安培力安培力F總是垂直總是垂直B,且垂直且垂直I(F垂直于由垂直于由B,I組成的平面組成的平面)4.解題關(guān)鍵解題關(guān)鍵:正確畫出最便于分析的正確畫出最便于分析的平面受力圖平面受力圖五五. .磁通量（磁通量（ ）1. .磁通量定義磁通量定義: : = =BS（ S為為 垂直于磁感線的垂直于磁感線的投影投影面積）面積）2.磁通量的意義磁通量的意義: :穿過某面積的磁感線的條數(shù)穿過某面積的磁感線的條數(shù)( (與匝數(shù)無關(guān)與匝數(shù)無關(guān)) )3. .磁通量的單位：磁通量的單位：韋伯韋伯（Wb) (1 Wb=1T.1m2)4. .合磁通：若穿過某面積有相反方向

5、的磁感線。則此面積合磁通：若穿過某面積有相反方向的磁感線。則此面積上的合磁通為相反方向上的合磁通為相反方向抵消抵消后的后的剩余磁通量剩余磁通量5.磁通量的增量磁通量的增量= B S= B S= 1- 26.磁通量的變化率磁通量的變化率/ t( (磁通量變化的快慢磁通量變化的快慢)()(單位單位: :伏伏) )7.磁通密度磁通密度 ：單位面積內(nèi)的磁通量：單位面積內(nèi)的磁通量 / /S = B磁通密度磁通密度= =磁感強(qiáng)度磁感強(qiáng)度B1、有一小段通電導(dǎo)線、有一小段通電導(dǎo)線,長為長為1cm,電流為電流為5A,把它置于磁場中某點(diǎn)把它置于磁場中某點(diǎn),受到的磁場力為受到的磁場力為0.1N,則該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度則

6、該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B一定是一定是 ( ) A.B =2T B.B 2T C.B 2T D.以上情況都有可能以上情況都有可能C例例1.如圖所示，如圖所示，B為為磁感強(qiáng)度磁感強(qiáng)度,I為電流強(qiáng)度為電流強(qiáng)度,F為磁場對電流為磁場對電流的作用力的作用力,(B,I,F兩兩垂直兩兩垂直)下列各圖正確的是下列各圖正確的是IBF(A)BFI(B)BIF(C)BIF(D)BIF(E)圖例圖例答答:A,C,D統(tǒng)一口徑統(tǒng)一口徑-方位詞方位詞右右左左上上下下里里外外例例2.畫出畫出如圖所示通電導(dǎo)線棒如圖所示通電導(dǎo)線棒ab所受的所受的安培力方向安培力方向 ,(畫出畫出平面受力圖平面受力圖)若若導(dǎo)線棒的長度為導(dǎo)線棒的長度為L

7、,通過的電流為通過的電流為I,磁感強(qiáng)度磁感強(qiáng)度B ,寫出寫出安培力安培力的大小的大小。BIL。BIL。BILBILBILBabB ab BabBab Bab 例例3.物理學(xué)家物理學(xué)家法拉第法拉第在研究電磁學(xué)時(shí)親手做過許多實(shí)驗(yàn)在研究電磁學(xué)時(shí)親手做過許多實(shí)驗(yàn),如如圖圖所示的實(shí)驗(yàn)就是著名的所示的實(shí)驗(yàn)就是著名的電磁旋轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)電磁旋轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn),這種現(xiàn)象是：如這種現(xiàn)象是：如果載流導(dǎo)線附近只有磁鐵的一極果載流導(dǎo)線附近只有磁鐵的一極,磁鐵就會(huì)圍繞導(dǎo)線旋轉(zhuǎn)磁鐵就會(huì)圍繞導(dǎo)線旋轉(zhuǎn);反之載流導(dǎo)線也會(huì)圍繞單獨(dú)的某一磁極旋轉(zhuǎn)反之載流導(dǎo)線也會(huì)圍繞單獨(dú)的某一磁極旋轉(zhuǎn).這一裝置實(shí)這一裝置實(shí)際上就成為最早的電動(dòng)機(jī)際上就成為最早的電動(dòng)機(jī)

8、.圖中圖中A為可動(dòng)磁鐵為可動(dòng)磁鐵,B為固定導(dǎo)為固定導(dǎo)線線,C為可動(dòng)導(dǎo)線為可動(dòng)導(dǎo)線,D為固定磁鐵為固定磁鐵,杯中盛有水銀杯中盛有水銀,下部接有電下部接有電源源,自上向下看自上向下看,磁鐵磁鐵A將沿將沿_方向旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn),導(dǎo)線導(dǎo)線C將沿將沿_方向旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn).（填（填順時(shí)針順時(shí)針或或逆時(shí)針逆時(shí)針）.NSNSABCD逆時(shí)針逆時(shí)針順時(shí)針順時(shí)針例例4.如圖所示，在傾角為如圖所示，在傾角為 光滑斜面上，有一根通有電流光滑斜面上，有一根通有電流I、長度為長度為L、質(zhì)量為、質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒，要使棒靜止在斜面上，外的導(dǎo)體棒，要使棒靜止在斜面上，外加勻強(qiáng)磁場的磁感強(qiáng)度加勻強(qiáng)磁場的磁感強(qiáng)度B的最小值為的最小值為_，

9、方，方向?yàn)橄驗(yàn)開。要使棒對斜面無壓力，則勻強(qiáng)磁場。要使棒對斜面無壓力，則勻強(qiáng)磁場的磁感強(qiáng)度的磁感強(qiáng)度B的最小值的最小值_.方向?yàn)榉较驗(yàn)開。 Imgsin / ILmg/IL水平向左水平向左垂直斜面向下垂直斜面向下 IBBILmgNBILmgB例例5.如圖所示，兩平行光滑導(dǎo)軌相距如圖所示，兩平行光滑導(dǎo)軌相距L=20cm,傾角傾角 =45金屬棒金屬棒MN的質(zhì)量為的質(zhì)量為m=10g,電阻電阻R=8 ,勻強(qiáng)磁場的勻強(qiáng)磁場的磁感強(qiáng)磁感強(qiáng)度度B =0.8T,方向豎直向下方向豎直向下,電源的電動(dòng)勢電源的電動(dòng)勢 =10V,內(nèi)電阻內(nèi)電阻r=1 .當(dāng)電鍵當(dāng)電鍵K閉合時(shí)閉合時(shí),金屬棒金屬棒MN處于靜止?fàn)顟B(tài)處于靜止?fàn)?/p>

10、態(tài),求變阻器求變阻器R1的的電阻值為多少電阻值為多少?答答: R1=7 R1 ,rKRNMBL IBIL mgNB平面受力圖平面受力圖規(guī)律小結(jié)：規(guī)律小結(jié)：畫平面受力圖時(shí)，畫平面受力圖時(shí)，一般把電流（或磁場）畫成一般把電流（或磁場）畫成剖面圖剖面圖例例6.如圖所示，兩平行如圖所示，兩平行豎直豎直導(dǎo)軌相距導(dǎo)軌相距L=20cm,電源的電動(dòng)電源的電動(dòng)勢勢 =2V,內(nèi)電阻內(nèi)電阻r=0.5 .金屬棒金屬棒MN的質(zhì)量為的質(zhì)量為m=100g,電阻電阻R=0.5 ,靠在導(dǎo)軌的靠在導(dǎo)軌的外面外面.要使金屬棒要使金屬棒MN處于靜止?fàn)顟B(tài)處于靜止?fàn)顟B(tài),我我們施加一個(gè)與紙面夾角們施加一個(gè)與紙面夾角 =37,并與金屬棒垂直

11、且向里的并與金屬棒垂直且向里的勻強(qiáng)磁場勻強(qiáng)磁場.金屬棒與導(dǎo)軌的摩擦系數(shù)金屬棒與導(dǎo)軌的摩擦系數(shù) =0.5.求求 (1)此磁場是此磁場是斜向上還是斜向下斜向上還是斜向下? (2)磁感強(qiáng)度磁感強(qiáng)度B的范圍是多少的范圍是多少? ,rMN答答: (1)斜向下斜向下(2) 12.5T B2.5TmgNBILB abdc YXZOWb103cosBS41WbBS421033cos03解：解：例例7.一個(gè)一個(gè)10匝匝矩形線圈矩形線圈abcd，邊長邊長ab=30cm，bc=20cm，如圖所示放在如圖所示放在OXYZ直角坐標(biāo)內(nèi)，線圈平面垂直直角坐標(biāo)內(nèi)，線圈平面垂直O(jiān)xy平平面，與面，與OX軸，軸，OY軸夾角分別為

12、軸夾角分別為 =30 , =60 。勻強(qiáng)磁。勻強(qiáng)磁場的磁感強(qiáng)度場的磁感強(qiáng)度B=10-2 T。試計(jì)算當(dāng)磁場方向分別沿。試計(jì)算當(dāng)磁場方向分別沿OX、OY、OZ方向時(shí)，穿過線圈磁通量各是多少？方向時(shí)，穿過線圈磁通量各是多少？規(guī)律小結(jié)規(guī)律小結(jié)1.同向平行電流同向平行電流,由于相互磁場的作用由于相互磁場的作用,兩電流相互兩電流相互吸引吸引 .2.反向平行電流反向平行電流,由于相互磁場的作用由于相互磁場的作用,兩電流相互兩電流相互排斥排斥. 3.交叉電流交叉電流,由于相互磁場的作用由于相互磁場的作用,兩電流要兩電流要轉(zhuǎn)成相互同向轉(zhuǎn)成相互同向平行平行,并相互并相互吸引吸引.4.通電螺線管通電螺線管等效于等效

13、于條形磁鐵條形磁鐵5.通電圓線圈通電圓線圈等效于等效于磁針磁針例例9.如圖所示，一個(gè)固定的圓電流如圖所示，一個(gè)固定的圓電流I1與一個(gè)可自由運(yùn)動(dòng)的與一個(gè)可自由運(yùn)動(dòng)的圓電流圓電流I2，相互絕緣且垂直放置，電流方向如圖，從左向，相互絕緣且垂直放置，電流方向如圖，從左向右看，圓電流右看，圓電流I2將將A.不動(dòng)不動(dòng) B.順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)C.逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) D.向紙外平動(dòng)向紙外平動(dòng)I1I2答答: C例例10.如圖所示，原來靜止的圓形線圈通以如圖所示，原來靜止的圓形線圈通以順順時(shí)針方向的時(shí)針方向的電流電流I1,在其直徑在其直徑AB上靠近上靠近B點(diǎn)放一根垂直于線圈平面的固點(diǎn)放一根垂直于線圈平面的固定

14、不動(dòng)的長通電直電流定不動(dòng)的長通電直電流I2，電流方向如圖，在磁場作用下，電流方向如圖，在磁場作用下圓電流圓電流I1將將A.靜止不動(dòng)靜止不動(dòng) B. 以直徑以直徑AB為軸轉(zhuǎn)動(dòng)為軸轉(zhuǎn)動(dòng)C. 向左移動(dòng)向左移動(dòng) D.向右移動(dòng)向右移動(dòng)I1I2AB答答: B CNSIAB例例11.如圖所示如圖所示,把一根通電直導(dǎo)線把一根通電直導(dǎo)線AB放在馬蹄形磁鐵的正放在馬蹄形磁鐵的正上方上方,導(dǎo)線可以自由移動(dòng)導(dǎo)線可以自由移動(dòng),不計(jì)重力不計(jì)重力,當(dāng)導(dǎo)線通以向右的電流當(dāng)導(dǎo)線通以向右的電流I時(shí)時(shí),導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)情況是導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)情況是:(從上向下看從上向下看)A.順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)下降同時(shí)下降.B.順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)順時(shí)

15、針方向轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)上升同時(shí)上升.C.逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)下降同時(shí)下降.D.逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)上升同時(shí)上升.答答: C例例12.如圖所示如圖所示,條形磁鐵放在水平桌面上條形磁鐵放在水平桌面上.在在N極的正上方極的正上方固定一根長直導(dǎo)線固定一根長直導(dǎo)線,導(dǎo)線與磁鐵垂直導(dǎo)線與磁鐵垂直,給導(dǎo)線通以垂直紙面給導(dǎo)線通以垂直紙面向里的電流向里的電流I.則則A.磁鐵對桌面的壓力減小磁鐵對桌面的壓力減小,不受桌面的摩擦力作用不受桌面的摩擦力作用.B.磁鐵對桌面的壓力減小磁鐵對桌面的壓力減小,受桌面的摩擦力作用受桌面的摩擦力作用.C.磁鐵對桌面的壓力增大磁鐵對桌面的壓力增大,不受桌面的

16、摩擦力作用不受桌面的摩擦力作用.D.磁鐵對桌面的壓力增大磁鐵對桌面的壓力增大,受桌面的摩擦力作用受桌面的摩擦力作用.答答: D注意注意:安培力也有反作用力安培力也有反作用力SNIFFB規(guī)律小結(jié)規(guī)律小結(jié)安培力安培力公式公式F=BILsin 的討論的討論:(1)公式中的公式中的B為通電導(dǎo)線所在的為通電導(dǎo)線所在的勻強(qiáng)勻強(qiáng)磁場的磁場的磁感強(qiáng)度磁感強(qiáng)度.(2)公式中的公式中的I為通為通恒定電流恒定電流導(dǎo)線中的導(dǎo)線中的電流強(qiáng)度電流強(qiáng)度(3)公式中的公式中的L為通電導(dǎo)線在勻強(qiáng)磁場為通電導(dǎo)線在勻強(qiáng)磁場部分部分中的中的等效直線長等效直線長度度(4)公式中的公式中的 為磁感強(qiáng)度為磁感強(qiáng)度B與與電流強(qiáng)度電流強(qiáng)度I之

17、間的之間的夾角夾角(5)公式中的公式中的 F為通電導(dǎo)線在磁場中所受為通電導(dǎo)線在磁場中所受安培力大小安培力大小.方向方向由由左手定則左手定則判斷判斷, 作用點(diǎn)作用點(diǎn)在勻強(qiáng)磁場部分中的在勻強(qiáng)磁場部分中的等效直線長等效直線長度的度的中點(diǎn)中點(diǎn).例例13.如圖所示如圖所示,半徑為半徑為r通電流通電流I的圓線圈分別放置在的圓線圈分別放置在勻強(qiáng)勻強(qiáng)磁場磁場B的各個(gè)位置的各個(gè)位置.則受則受安培力安培力F大小及方向分別為多少大小及方向分別為多少? B IIIBBF1=2BIrF2=2BIrF3=0線圈導(dǎo)線截面上受線圈導(dǎo)線截面上受的的張張力力F4=BIrF4F4F3F3例例16.如圖所示，通電線框可繞如圖所示，通

18、電線框可繞OO軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)軸自由轉(zhuǎn)動(dòng),線框處于線框處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場中豎直向下的勻強(qiáng)磁場中,磁感強(qiáng)度磁感強(qiáng)度B=1T,線框?yàn)檎叫尉€框?yàn)檎叫?邊長邊長L=0.5m,總重總重G=0.2N,當(dāng)通有當(dāng)通有abcda方向的電流時(shí)方向的電流時(shí),線框與豎線框與豎直平面的夾角直平面的夾角 =37,求此時(shí)的電流強(qiáng)度求此時(shí)的電流強(qiáng)度I為多少為多少? BOOabcdI答答: I =0.3A例例26.如圖所示如圖所示,長為長為L,質(zhì)量為質(zhì)量為m的兩導(dǎo)體棒的兩導(dǎo)體棒a,b.導(dǎo)體棒導(dǎo)體棒a被被放在傾角為放在傾角為 =37的光滑斜面上的光滑斜面上,導(dǎo)體棒導(dǎo)體棒b被固定在距被固定在距a為為X的同一水平面上的同一水平面上

19、,且且a,b平行平行.當(dāng)當(dāng)a,b均通有電流強(qiáng)度為均通有電流強(qiáng)度為I的的同向平行電流時(shí)同向平行電流時(shí),a恰好能在斜面上保持靜止恰好能在斜面上保持靜止,則則b的電流在的電流在a處產(chǎn)生的磁場的磁感強(qiáng)度處產(chǎn)生的磁場的磁感強(qiáng)度B為多少為多少?abx 答答: B=3mg/4IL例例29.如圖所示如圖所示,在磁感強(qiáng)度在磁感強(qiáng)度B=0.23T,方向豎直向下的勻強(qiáng)方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中磁場中,一根長度一根長度L1=20cm,質(zhì)量質(zhì)量m=72g的橫桿的橫桿,水平地掛在水平地掛在兩根長度兩根長度L2=12cm的輕細(xì)導(dǎo)線上的輕細(xì)導(dǎo)線上.電路中通有如圖方向的電路中通有如圖方向的電流電流,電流強(qiáng)度電流強(qiáng)度I=2.5A,

20、且始終保持且始終保持恒定恒定.導(dǎo)線從偏離豎直方導(dǎo)線從偏離豎直方向位置向位置 =37靜止落下靜止落下.求當(dāng)導(dǎo)線通過豎直位置時(shí)刻橫桿求當(dāng)導(dǎo)線通過豎直位置時(shí)刻橫桿的瞬時(shí)速度的瞬時(shí)速度V? I B答答: V=0.5m/s例例14質(zhì)量為質(zhì)量為 m 帶電量為帶電量為 q 的小球套在豎直放置的的小球套在豎直放置的絕緣桿上，球與桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)為絕緣桿上，球與桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。勻強(qiáng)電場和。勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場的方向如圖所示，電場強(qiáng)度為勻強(qiáng)磁場的方向如圖所示，電場強(qiáng)度為 E，磁感應(yīng)強(qiáng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為度為 B。小球由靜止釋放后沿桿下滑。設(shè)桿足夠長，。小球由靜止釋放后沿桿下滑。設(shè)桿足夠長，電場和磁場也足夠大，電場和磁

21、場也足夠大， 求運(yùn)動(dòng)過程中小球的最大加速求運(yùn)動(dòng)過程中小球的最大加速度和最大速度。度和最大速度。 EBqEqvBmgfN最大加速度為最大加速度為 g，此時(shí)有：，此時(shí)有：qvB=qE，N=0，f=0當(dāng)摩擦力和重力大小相等時(shí)，當(dāng)摩擦力和重力大小相等時(shí)，小球速度達(dá)到最大小球速度達(dá)到最大 BEqBmgv問題：問題：若將磁場反向，其余條件不變。最大加速度若將磁場反向，其余條件不變。最大加速度和最大速度又各是多少？何時(shí)出現(xiàn)？和最大速度又各是多少？何時(shí)出現(xiàn)？mEqgaBEBqmgv開始的加速度最大為開始的加速度最大為摩擦力等于重力時(shí)速度最大，為摩擦力等于重力時(shí)速度最大，為EBqEqvBmgfN1、洛倫茲力與電

22、場力的比較：、洛倫茲力與電場力的比較：EqF sinBqvF 洛倫茲力洛倫茲力電場力電場力作用作用對象對象僅在僅在運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)電荷的速度方向電荷的速度方向與與B B不平行時(shí)，運(yùn)動(dòng)電荷才不平行時(shí)，運(yùn)動(dòng)電荷才受到洛倫茲力受到洛倫茲力帶電粒子只要處在電場帶電粒子只要處在電場中，一定受到電場力中，一定受到電場力大小大小方向方向F FqvBqvBsinsin，方向與，方向與B B垂垂直，與直，與v v垂直，用左手定則垂直，用左手定則判斷判斷F FqEqE，F(xiàn) F的方向與的方向與E E同同向或反向向或反向特點(diǎn)特點(diǎn)洛倫茲力永不做功洛倫茲力永不做功電場力可做正電場力可做正( (或負(fù)或負(fù)) )功功三、洛倫茲力三、洛

23、倫茲力fVf-q（1 1）洛侖茲力）洛侖茲力F F的方向總跟運(yùn)的方向總跟運(yùn)動(dòng)電荷的速度動(dòng)電荷的速度v v的方向的方向垂直垂直。（2 2）洛侖茲力）洛侖茲力只改變只改變電荷運(yùn)動(dòng)的電荷運(yùn)動(dòng)的速度方向速度方向，不不改變改變速度的大小速度的大小。（3 3）洛侖茲力對在磁場中運(yùn)動(dòng)的電荷）洛侖茲力對在磁場中運(yùn)動(dòng)的電荷不做功不做功。2、特點(diǎn)：、特點(diǎn)：qBmvr qBmT2rvmqvB2vrT2帶電粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的分析方法帶電粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的分析方法1 1、圓心的確定、圓心的確定V V0 0P PM MO OV VV VP PM MO O2 2、運(yùn)動(dòng)時(shí)間的確定：、運(yùn)動(dòng)時(shí)間的確定：2tTvtAB弧長帶電粒子在帶

24、電粒子在有界有界磁場中磁場中圓周運(yùn)動(dòng)對稱規(guī)律圓周運(yùn)動(dòng)對稱規(guī)律1 1、如從同一邊界射入的粒子、如從同一邊界射入的粒子, ,從同一邊界射出時(shí)從同一邊界射出時(shí), ,速度與邊界的夾角相等速度與邊界的夾角相等2 2、在圓形磁場區(qū)域內(nèi)、在圓形磁場區(qū)域內(nèi), ,沿徑向射入的粒子沿徑向射入的粒子, ,必沿徑向必沿徑向射出射出. .MNBOv例例10如圖直線如圖直線MN上方有磁感應(yīng)強(qiáng)度為上方有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁的勻強(qiáng)磁場。正、負(fù)電子同時(shí)從同一點(diǎn)場。正、負(fù)電子同時(shí)從同一點(diǎn)O以與以與MN成成30角的角的同樣速度同樣速度v射入磁場（電子質(zhì)量為射入磁場（電子質(zhì)量為m，電荷為，電荷為e），它），它們的出射點(diǎn)相距多遠(yuǎn)？出

25、射的時(shí)間差是多少？們的出射點(diǎn)相距多遠(yuǎn)？出射的時(shí)間差是多少？ MNvBOrvmevB2eBm2T ,eBmvreBmv2r2seB3m46T6T5t畫好示意圖，畫好示意圖，找圓心、找半徑和用對稱。找圓心、找半徑和用對稱。 臨界問題臨界問題BvqmLLv vOr r1 1Be v0dBLB yROvv磁偏轉(zhuǎn)磁偏轉(zhuǎn)穿過矩形磁場區(qū)。要先畫好輔穿過矩形磁場區(qū)。要先畫好輔助線（半徑、速度及延長線）助線（半徑、速度及延長線） 偏轉(zhuǎn)角偏轉(zhuǎn)角 sin=L/R側(cè)移由側(cè)移由 R 2=L2+(R-y)2經(jīng)歷時(shí)間經(jīng)歷時(shí)間qBmt 注意注意：這里：這里出射速度的反向延長線與初速度延長出射速度的反向延長線與初速度延長線交點(diǎn)

26、不再是寬度線段的中點(diǎn)線交點(diǎn)不再是寬度線段的中點(diǎn)，區(qū)分于拋物線區(qū)分于拋物線。穿過圓形磁場區(qū)穿過圓形磁場區(qū) 。畫好輔助線（半徑、速度、軌。畫好輔助線（半徑、速度、軌跡圓的圓心、連心線）跡圓的圓心、連心線） vrArvAvRO偏角：偏角：Rr2tan 經(jīng)歷時(shí)間：經(jīng)歷時(shí)間：qBmt 注意：由對稱性，出射線反向延長必過磁場圓的圓心注意：由對稱性，出射線反向延長必過磁場圓的圓心速度選擇器速度選擇器2、應(yīng)用、應(yīng)用BEv磁流體發(fā)電機(jī)磁流體發(fā)電機(jī)最大電勢差最大電勢差UBdvnedBIU 五、帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng)五、帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng)1速度選擇器速度選擇器 正交的勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場組成正交的勻強(qiáng)磁場和勻

27、強(qiáng)電場組成速度選擇器速度選擇器。 qEqvBv 若若vE/B，則，則向上偏轉(zhuǎn)向上偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)過程速率減小偏轉(zhuǎn)過程速率減??； 若若vE/B，則，則向下偏轉(zhuǎn)向下偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)過程速率增大偏轉(zhuǎn)過程速率增大。 帶電粒子帶電粒子必須以唯一確定的速度（必須以唯一確定的速度（v=E/B 、方、方向向向右向右）才能沿直線勻速通過速度選擇器。否則將才能沿直線勻速通過速度選擇器。否則將發(fā)生偏轉(zhuǎn)。發(fā)生偏轉(zhuǎn)。例例11某帶電粒子從圖中速度選擇器左端由中點(diǎn)某帶電粒子從圖中速度選擇器左端由中點(diǎn)O以垂以垂直于電場和磁場的速度直于電場和磁場的速度v0向右射去，從右端中心向右射去，從右端中心a下方下方的的b點(diǎn)以速度點(diǎn)以速度v1射出；若

28、增大磁感應(yīng)強(qiáng)度射出；若增大磁感應(yīng)強(qiáng)度B，該粒子將，該粒子將打到打到a點(diǎn)上方的點(diǎn)上方的c點(diǎn)，且有點(diǎn)，且有ac=ab，則該粒子帶，則該粒子帶_電；電；第二次射出時(shí)的速度為第二次射出時(shí)的速度為_。 cabv0qEqvB22202021mv21mv21mv21mv2121202vv2v例例12如圖所示，一個(gè)帶電粒子兩次以同樣的垂直如圖所示，一個(gè)帶電粒子兩次以同樣的垂直于場線的初速度于場線的初速度v0分別穿越勻強(qiáng)電場區(qū)和勻強(qiáng)磁場分別穿越勻強(qiáng)電場區(qū)和勻強(qiáng)磁場區(qū)，區(qū)， 場區(qū)的寬度均為場區(qū)的寬度均為L偏轉(zhuǎn)角度均為偏轉(zhuǎn)角度均為，求，求E BLEv0BLv0在磁場中偏轉(zhuǎn)：在磁場中偏轉(zhuǎn)：0mvqBLsin 20mvqELtg 在電場中偏轉(zhuǎn)：在電場中偏轉(zhuǎn)：cosvBE0 可以證明：當(dāng)偏轉(zhuǎn)角相同時(shí)側(cè)移必然不同可以證明：當(dāng)偏轉(zhuǎn)角相同時(shí)側(cè)移必然不同(電場中側(cè)移較電場中側(cè)移較大大)；當(dāng)側(cè)移相同時(shí)，偏轉(zhuǎn)角必然不同（磁場中偏轉(zhuǎn)角較大）；當(dāng)側(cè)移相同時(shí)，偏轉(zhuǎn)角必然不同（磁場中偏轉(zhuǎn)角較大） 221mvqU 加速：dqBmvR21