高三物理第一轮总复习课件:磁场

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1、高三物理第一轮总复习高三物理第一轮总复习一、磁场基本概念一、磁场基本概念1 1、磁场由什么产生?、磁场由什么产生?磁体、电流、变化的电场、运动电荷磁体、电流、变化的电场、运动电荷2 2、磁场的基本性质是什么?、磁场的基本性质是什么?对放入磁场中的磁体、通电导线、对放入磁场中的磁体、通电导线、运动电荷有力的作用运动电荷有力的作用磁体与电流的作用磁体与电流的作用电流与电流的作用电流与电流的作用磁体与磁体的作用磁体与磁体的作用作用本质:磁场对磁场的作用作用本质:磁场对磁场的作用常见的磁作用常见的磁作用3 3、最早揭示磁现象的电本质的科学家是谁?、最早揭示磁现象的电本质的科学家是谁?它提出了什么假说?

2、它提出了什么假说?安培安培安培分子电流假说安培分子电流假说:在原子分子等物质微粒在原子分子等物质微粒内部存在着一种环形电内部存在着一种环形电流流-分子电流分子电流,分子分子电流使每个物质微粒都电流使每个物质微粒都成为微小的磁体成为微小的磁体,它的两它的两侧相当于两个磁极侧相当于两个磁极.为什么有的物体无磁性,有的物体有磁性?为什么有的物体无磁性,有的物体有磁性?如下图,小铁钉被吸向右侧,如下图,小铁钉被吸向右侧,而加热后却吸不住了,为什而加热后却吸不住了,为什么?么?三、地磁场三、地磁场 zxxk地球的磁场与条形磁铁的磁地球的磁场与条形磁铁的磁场相似,其主要特点有三个场相似,其主要特点有三个(

3、1)(1)分布大致象条形磁铁,分布大致象条形磁铁,地磁场的地磁场的N N极极在地理南极附在地理南极附近,近,S S极极在地理北极附近在地理北极附近(2)(2)地磁场地磁场B B的水平分量的水平分量(Bx)(Bx)总总是从地理是从地理南极南极指向指向北极北极;而竖;而竖直分量直分量(By)(By)则南、北半球相反则南、北半球相反,在南半球垂直地面向上,在,在南半球垂直地面向上,在北半球垂直地面向下北半球垂直地面向下(3)(3)在赤道平面上,距离地球表面高度相等的各点,磁场强弱在赤道平面上,距离地球表面高度相等的各点,磁场强弱相同相同,且方向水平向,且方向水平向北北(4)(4)保护地球生命,射向地

4、球的高速带电粒子不直接到达地球保护地球生命,射向地球的高速带电粒子不直接到达地球。磁感线是闭合曲线,磁体的外部是从磁感线是闭合曲线,磁体的外部是从N极到极到S极,内部极,内部是从是从S极到极到N极;极;磁感线的疏密表示磁场的强弱,磁感线上某点的磁感线的疏密表示磁场的强弱,磁感线上某点的切线切线方向方向表示该点的磁场方向;表示该点的磁场方向;磁感线是人们为了形象描述磁场而假想的磁感线是人们为了形象描述磁场而假想的二、磁感线二、磁感线1.磁感线:在磁场中画出的一些有方向的假想曲线,使磁感线:在磁场中画出的一些有方向的假想曲线,使曲线上的任意一点的曲线上的任意一点的切线切线方向都跟该点的磁场方向相同

5、,方向都跟该点的磁场方向相同,都代表磁场中该点小磁针都代表磁场中该点小磁针北北极受力的方向极受力的方向2.磁感线的特点磁感线的特点条形磁铁和蹄形磁铁的磁场:在磁体的外部,磁感条形磁铁和蹄形磁铁的磁场:在磁体的外部,磁感线从线从N极射出进入极射出进入S极,在内部也有相同条数的磁感线极,在内部也有相同条数的磁感线(图中未画出图中未画出)与外部磁感线衔接并组成闭合曲线与外部磁感线衔接并组成闭合曲线3.常见磁场的磁感线分布常见磁场的磁感线分布几种电流周围的磁场分布几种电流周围的磁场分布直线电流的磁场直线电流的磁场特点特点:无磁极、非匀强且距导线越远处磁场越弱:无磁极、非匀强且距导线越远处磁场越弱立体图

6、立体图 横截面图横截面图 纵截面图纵截面图 判定:安培定则判定:安培定则 四、电流周围的磁场分布四、电流周围的磁场分布安培定则:右手握住直导线,安培定则:右手握住直导线,大姆指大姆指方向与电流的方向方向与电流的方向一致,一致,则弯曲四指则弯曲四指所指的方向就是磁感线的环绕方向所指的方向就是磁感线的环绕方向(1)(1)直线电流的磁场直线电流的磁场立体图立体图纵截面图纵截面图磁感线是以导线上各点为圆心的同心圆,磁感线是以导线上各点为圆心的同心圆,离电流越远,磁场越弱离电流越远,磁场越弱四、电流周围的磁场分布四、电流周围的磁场分布安培定则:右手握住通电螺线管,安培定则:右手握住通电螺线管,四指四指方

7、向跟电流方向一方向跟电流方向一致,致,大姆指大姆指所指的方向为通电螺线管内部的磁感线方向所指的方向为通电螺线管内部的磁感线方向(3)(3)通电螺线管的磁场通电螺线管的磁场立体图立体图与条形磁铁的磁场相似,管内为匀强磁场且磁场与条形磁铁的磁场相似,管内为匀强磁场且磁场最强最强,管外,管外为非匀强磁场,内部磁场比管口大。为非匀强磁场,内部磁场比管口大。匀强磁场:匀强磁场:物理学中,把磁感线的间距物理学中,把磁感线的间距相等相等、相互、相互平行平行且指且指向相同的磁场叫做匀强磁场向相同的磁场叫做匀强磁场四、电流周围的磁场分布四、电流周围的磁场分布安培定则:让右手弯曲得人四指与环形电流的方向一致安培定

8、则:让右手弯曲得人四指与环形电流的方向一致,伸直的拇指的方向就是环形导线,伸直的拇指的方向就是环形导线轴线上轴线上磁场的方向磁场的方向(2)(2)环形电流的磁场环形电流的磁场立体图立体图环形电流的两侧是环形电流的两侧是N N极和极和S S极极纵截面图纵截面图地磁场可能与环形电流有关地磁场可能与环形电流有关通电螺线管的磁场通电螺线管的磁场特点特点:与条形磁铁的磁场相似,管内为匀强磁场且磁:与条形磁铁的磁场相似,管内为匀强磁场且磁场由场由S极指向极指向N极,管外为非匀强磁场。极,管外为非匀强磁场。立体图立体图 横截面图横截面图 纵截面图纵截面图 判定:安培定则判定:安培定则 立体图立体图 横截面图

9、横截面图 纵截面图纵截面图 判定:安培定则判定:安培定则 环形电流的磁场环形电流的磁场特点特点:环形电流的两侧是:环形电流的两侧是N极和极和S极且离圆环中心越远极且离圆环中心越远磁场越弱。磁场越弱。【例与练例与练】如图所示,带负电的金属环绕轴如图所示,带负电的金属环绕轴 OO以角以角速度速度匀速旋转,在环左侧轴线上的小磁针最后平衡匀速旋转,在环左侧轴线上的小磁针最后平衡的位置是(的位置是()AN 极竖直向上极竖直向上 BN 极竖直向下极竖直向下CN 极沿轴线向左极沿轴线向左 DN 极沿轴线向右极沿轴线向右【例与练例与练】如图所示,如图所示,a、b、c 三枚小磁针分别放在三枚小磁针分别放在通电螺

10、线管的正上方、管内和右侧当这些小磁针静通电螺线管的正上方、管内和右侧当这些小磁针静止时,小磁针止时,小磁针 N 极的指向是(极的指向是()Aa、b、c 均向左均向左Ba、b、c 均向右均向右Ca 向左,向左,b 向右,向右,c 向右向右Da 向右,向右,b 向左,向左,c 向右向右CC定义式:定义式:三、磁感应强度、磁通量三、磁感应强度、磁通量1、磁感应强度、磁感应强度物理意义:磁感应强度物理意义:磁感应强度B是描述磁场是描述磁场强弱强弱和和方向方向的物的物理量理量定义:在磁场中垂直于磁场方向的通电导线,所受定义:在磁场中垂直于磁场方向的通电导线,所受的力的力F跟电流跟电流I和导线长度和导线长

11、度l的乘积的乘积Il的比值叫做磁感应的比值叫做磁感应强度强度FBIl垂直穿过垂直穿过单位面积单位面积的磁感线条数等于该处的磁感应的磁感线条数等于该处的磁感应强度磁感应强度大的地方,磁感线强度磁感应强度大的地方,磁感线密密,磁感应强度,磁感应强度小的地方,磁感线小的地方,磁感线疏疏(磁通密度)(磁通密度)磁感应强度磁感应强度B是矢量是矢量说明:磁感应强度是用比值法定义的,其大小由磁说明:磁感应强度是用比值法定义的,其大小由磁场本身的性质决定,与放入的直导线的电流场本身的性质决定,与放入的直导线的电流I的大小、的大小、导线的长短导线的长短l的大小无关的大小无关 单位:单位:特斯拉特斯拉,简称:特,

12、符号为,简称:特,符号为T.方向:磁场中某点方向:磁场中某点B的方向就是该点的的方向就是该点的磁场方向磁场方向,也就是放在该点的小磁针也就是放在该点的小磁针N极极受力方向受力方向说明:由定义式说明:由定义式 计算计算B时,通电导线必须垂时,通电导线必须垂直于磁场;若通电导线平行放入磁场,则不受作用力,直于磁场;若通电导线平行放入磁场,则不受作用力,但不能说该处磁感应强度为零磁感应强度的方向不但不能说该处磁感应强度为零磁感应强度的方向不是通电导线所受磁场作用力的方向,而是与作用力的是通电导线所受磁场作用力的方向,而是与作用力的方向垂直方向垂直 FBIl磁感应强度磁感应强度B与电场强度与电场强度E

13、的比较的比较:电场强度的方:电场强度的方向和电荷受力方向相同或相反,而磁感应强度的方向向和电荷受力方向相同或相反,而磁感应强度的方向和电流元受力方向垂直和电流元受力方向垂直电荷在电场中一定受静电力作用,而电流在磁场中电荷在电场中一定受静电力作用,而电流在磁场中不一定受作用力不一定受作用力2、匀强磁场、匀强磁场定义:在磁场的某个区域内,各点的磁感应强度大定义:在磁场的某个区域内,各点的磁感应强度大小、方向都相同的磁场;小、方向都相同的磁场;磁感线特点:是一组平行且等间距的直线;磁感线特点:是一组平行且等间距的直线;存在:存在:a.两个相距很近的两个相距很近的异名异名磁极之间,磁极之间,b.通电长

14、通电长直螺线管内部:如图所示直螺线管内部:如图所示3、磁通量、磁通量定义:磁场中穿过磁场某一面积定义:磁场中穿过磁场某一面积S的的磁感线条数磁感线条数,用用表示;表示;计算公式:计算公式:BS;单位:单位:韦伯韦伯,符号,符号Wb,1 Wb1 Tm2.说明:磁通量是标量,但有正负,其正负代表磁感线说明:磁通量是标量,但有正负,其正负代表磁感线是正穿还是反穿,若正穿为正,则反穿为负是正穿还是反穿,若正穿为正,则反穿为负对磁通量的理解对磁通量的理解BS的含义的含义BS只适用于磁感应强度只适用于磁感应强度B与面积与面积S垂直的情况当垂直的情况当S与垂直于与垂直于B的平面间的夹角为的平面间的夹角为时,

15、则有时,则有BScos.可理解为可理解为B(Scos),即,即等于等于B与与S在垂直于在垂直于B方向上投影面方向上投影面积的乘积如图所示;也可理解为积的乘积如图所示;也可理解为(Bcos)S,即,即等于等于B在垂直于在垂直于S方向上的分量与方向上的分量与S的乘积的乘积S不一定是某个线圈的真正面积,而不一定是某个线圈的真正面积,而是线圈在磁场范围内的面积如图所是线圈在磁场范围内的面积如图所示,示,S应为线圈面积的一半应为线圈面积的一半面积面积S的含义:的含义:多匝线圈的磁通量:多匝线圈内磁通量的大小与线多匝线圈的磁通量:多匝线圈内磁通量的大小与线圈匝数无关,因为不论线圈匝数多少,穿过线圈的磁圈匝

16、数无关,因为不论线圈匝数多少,穿过线圈的磁感线条数相同,而磁感线条数可表示磁通量的大小感线条数相同,而磁感线条数可表示磁通量的大小合磁通量求法合磁通量求法若某个平面内有不同方向和强弱的磁场共同存在,当若某个平面内有不同方向和强弱的磁场共同存在,当计算穿过这个面的磁通量时,先规定某个方向的磁通计算穿过这个面的磁通量时,先规定某个方向的磁通量为正,反方向的磁通量为负,平面内各个方向的磁量为正,反方向的磁通量为负,平面内各个方向的磁通量的代数和等于这个平面内的合磁通量通量的代数和等于这个平面内的合磁通量4、磁场的叠加:磁感应强度是矢量,计算时与力的、磁场的叠加:磁感应强度是矢量,计算时与力的计算方法

17、相同,利用平行四边形定则或正交分解法计算方法相同,利用平行四边形定则或正交分解法进行合成与分解进行合成与分解【例与练例与练】如图如图 所示,两个同心放置的金属圆所示,两个同心放置的金属圆环,条形磁铁穿过圆心且与两环平面垂直,通环,条形磁铁穿过圆心且与两环平面垂直,通过两圆环的磁通量过两圆环的磁通量a、b 的关系为的关系为()AabBa bCa bD不能确定不能确定A【例与练例与练】有一小段通电导线,长为有一小段通电导线,长为1 cm,电流强度,电流强度5 A,把它置于磁场中,受到的磁场力为,把它置于磁场中,受到的磁场力为0.1 N,则该,则该处的磁感应强度处的磁感应强度B一定是一定是()A.B

18、=2T B.B2 TC.B2T D.以上情况均可能以上情况均可能C4.(2011年镇江模拟年镇江模拟)如图所示,若一束电子沿如图所示,若一束电子沿y轴正方向移轴正方向移动,则在动,则在z轴上某点轴上某点A的磁场方向应该是的磁场方向应该是()A沿沿x轴的正向轴的正向B沿沿x轴的负向轴的负向C沿沿z轴的正向轴的正向D沿沿z轴的负向轴的负向B5.如图所示,两个完全相同的通电圆环如图所示,两个完全相同的通电圆环A、B,圆心,圆心O重合、重合、圆面相互垂直的放置,通电电流相同,电流方向如图所示,圆面相互垂直的放置,通电电流相同,电流方向如图所示,设每个圆环在其圆心设每个圆环在其圆心O处独立产生的磁感应强

19、度都为处独立产生的磁感应强度都为B0,则,则O处的磁感应强度大小为处的磁感应强度大小为()C C【例与练例与练】在等边三角形的三个顶点在等边三角形的三个顶点a、b、c处,各处,各有一条长直导线垂直穿过纸面,导线中通有大小相等有一条长直导线垂直穿过纸面,导线中通有大小相等的恒定电流,方向如图。过的恒定电流,方向如图。过c点的导线所受安培力的点的导线所受安培力的方向方向()A.与与ab边平行,竖直向上边平行,竖直向上B.与与ab边平行,竖直向下边平行,竖直向下C.与与ab边垂直,指向左边边垂直,指向左边D.与与ab边垂直,指向右边边垂直,指向右边C磁场对电流的作用磁场对电流的作用一安培力的大小和方

20、向一安培力的大小和方向1、定义:磁场对电流的作用力称为安培力、定义:磁场对电流的作用力称为安培力2、安培力的大小、安培力的大小FBIlsin磁场和电流方向磁场和电流方向垂直垂直时:时:FmaxBIl.磁场和电流方向磁场和电流方向平行平行时:时:Fmin=0注意:注意:F不仅与不仅与 B、I、l 有关,还与夹角有关,还与夹角有关;有关;l是有是有效长度,不一定是导线的实际长度弯曲导线的有效效长度,不一定是导线的实际长度弯曲导线的有效长度长度l等于两端点所连直线的长度,所以任意形状的闭等于两端点所连直线的长度,所以任意形状的闭合线圈的有效长度合线圈的有效长度l0.IBIB注意:注意:安培力的方向垂

21、直于磁感安培力的方向垂直于磁感应强度应强度B和电流和电流I所决定的平面,所决定的平面,但磁感应强度但磁感应强度B与电流与电流I不一定垂不一定垂直直B与与I垂直时产生的安培力最垂直时产生的安培力最大大用左手定则判定:伸开左手,让拇指与其余四指垂用左手定则判定:伸开左手,让拇指与其余四指垂直,并与手掌在同一平面内让直,并与手掌在同一平面内让磁感线垂直穿过手心磁感线垂直穿过手心,四指四指指向指向电流方向电流方向,那么,那么,拇指拇指所指方向即为通电直所指方向即为通电直导线在磁场中的导线在磁场中的受力方向受力方向3、安培力的方向、安培力的方向安培力的方向特点:安培力的方向特点:FB,FI,即即F垂直于

22、垂直于B和和I决定的平面决定的平面【例与练例与练】判断下面各图判断下面各图F、B、I三个中未知的一个三个中未知的一个FB乙乙B甲甲IF(F垂直纸面向外)垂直纸面向外)丙丙丙图中磁场丙图中磁场B的方向大致向左,具体不能确定。的方向大致向左,具体不能确定。FI【例与练例与练】画出图中通电导线棒所受安培力的方向。画出图中通电导线棒所受安培力的方向。B.BBFFF4、电流间的相互作用、电流间的相互作用IIII同向电流相互吸引同向电流相互吸引电流间的相互作用是电流在彼此形成的电流间的相互作用是电流在彼此形成的磁场中受到磁场中受到磁场力磁场力的作用。的作用。反向电流相互排斥反向电流相互排斥结论:结论:判定

23、安培力作用下导体运动情况的常用方法判定安培力作用下导体运动情况的常用方法【例与练例与练】如图所示,用两条一样的弹簧秤吊着一根如图所示,用两条一样的弹簧秤吊着一根铜棒,铜棒所在的虚线框范围内有垂直纸面的匀强磁铜棒,铜棒所在的虚线框范围内有垂直纸面的匀强磁场,棒中通入自左向右的电流。当棒静止时,弹簧秤场,棒中通入自左向右的电流。当棒静止时,弹簧秤示数为示数为F1;若将棒中电流反向,当棒静止时,弹簧秤;若将棒中电流反向,当棒静止时,弹簧秤的示数为的示数为F2,且,且F2F1,根据上面所给的信息,可以,根据上面所给的信息,可以确定确定 ()A磁场的方向磁场的方向 B磁感应强度的大小磁感应强度的大小 C

24、安培力的大小安培力的大小 D铜棒的重力铜棒的重力ACD通电导体(线圈)在安培力作用下运动方向的判断通电导体(线圈)在安培力作用下运动方向的判断 1、电流元分析法、电流元分析法:把整段电流分成很多小段直线电:把整段电流分成很多小段直线电流,其中每一小段就是一个电流元。先用左手定则判流,其中每一小段就是一个电流元。先用左手定则判断出其中每小段电流元受到的安培力的方向,再判断断出其中每小段电流元受到的安培力的方向,再判断整段电流所受安培力的方向,从而确定导体的运动方整段电流所受安培力的方向,从而确定导体的运动方向。向。例例:如图把轻质导线圈挂:如图把轻质导线圈挂在磁铁在磁铁N极附近,磁铁的轴极附近,

25、磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直线穿过线圈的圆心且垂直于线圈平面。当线圈内通于线圈平面。当线圈内通入如图方向的电流后,判入如图方向的电流后,判断线圈如何运动?断线圈如何运动?NS解析法一解析法一电流元法首先将圆形线圈电流元法首先将圆形线圈分成很多小段,每一段可看作一直线电流分成很多小段,每一段可看作一直线电流元,取其中上、下两小段分析,其截面图元,取其中上、下两小段分析,其截面图和受安培力情况如右图所示根据对称性和受安培力情况如右图所示根据对称性可知,线圈所受安培力的合力水平向左,故线圈向左运可知,线圈所受安培力的合力水平向左,故线圈向左运动动法二法二等效法将环形电流等效成等效法将环形电流等效成

26、小磁针,如右图所示,据异名磁极小磁针,如右图所示,据异名磁极相吸引知,线圈将向左运动,选相吸引知,线圈将向左运动,选A.也可将左侧条形磁铁等也可将左侧条形磁铁等效成环形电流,根据结论效成环形电流,根据结论“同向电流相吸引,异向电流相同向电流相吸引,异向电流相排斥排斥”,也可判断出线圈向左运动。,也可判断出线圈向左运动。2、等效分析法、等效分析法:环形电流可等效为小磁针,条形磁:环形电流可等效为小磁针,条形磁铁或小磁针也可以等效为环形电流,通电螺线管可等铁或小磁针也可以等效为环形电流,通电螺线管可等效为多个环形电流或条形磁铁。效为多个环形电流或条形磁铁。例例:如图在条形磁铁:如图在条形磁铁N极处

27、悬挂一个线圈,当线圈中极处悬挂一个线圈,当线圈中通有逆时针方向的电流时,线圈将向哪个方向偏转?通有逆时针方向的电流时,线圈将向哪个方向偏转?NS正视:逆时针并向左正视:逆时针并向左3、结论法、结论法:两电流平行时无转动趋势,同向电流相互吸引,反两电流平行时无转动趋势,同向电流相互吸引,反向电流相互排斥。向电流相互排斥。两电流不平行相互作用时,有转到相互平行且电流两电流不平行相互作用时,有转到相互平行且电流方向相同且靠近的趋势。方向相同且靠近的趋势。例:例:4、特殊位置法、特殊位置法:根据通电导体在特殊位置所受安培力:根据通电导体在特殊位置所受安培力的方向,判断其运动方向,然后推广到一般位置。的

28、方向,判断其运动方向,然后推广到一般位置。例例:如图所示,蹄形磁铁固定,通电直导线:如图所示,蹄形磁铁固定,通电直导线AB可自可自由运动,当导线中通以图示方向的电流时,俯视导由运动,当导线中通以图示方向的电流时,俯视导体,导体体,导体AB将(将(AB的重力不计)的重力不计)A、逆时针转动,同时向下运动、逆时针转动,同时向下运动B、顺时针转动,同时向下运动、顺时针转动,同时向下运动C、顺时针转动,同时向上运动、顺时针转动,同时向上运动D、逆时针转动,同时向上运动、逆时针转动,同时向上运动NSIA5、转换研究对象法、转换研究对象法:对于定性分析磁体在电流磁场作:对于定性分析磁体在电流磁场作用下如何

29、运动的问题,可先分析电流在磁体磁场中所用下如何运动的问题,可先分析电流在磁体磁场中所受的安培力,然后由牛顿第三定律确定磁体所受电流受的安培力,然后由牛顿第三定律确定磁体所受电流磁场的作用力,从而确定磁体所受合力及运动方向。磁场的作用力,从而确定磁体所受合力及运动方向。例例:如图所示,条形磁铁平放于水平桌面:如图所示,条形磁铁平放于水平桌面上。在它的正中央上方偏右固定一根直导上。在它的正中央上方偏右固定一根直导线,导线与磁铁垂直。现给导线中通以垂线,导线与磁铁垂直。现给导线中通以垂直纸面向内的电流,磁铁保持静止,那么直纸面向内的电流,磁铁保持静止,那么磁铁受到的支持力和摩擦力如何变化?磁铁受到的

30、支持力和摩擦力如何变化?NS支持力:变大支持力:变大摩擦力:水平向右摩擦力:水平向右【例与练例与练】如图所示,台秤上放一光滑平板,其左边如图所示,台秤上放一光滑平板,其左边固定一挡板,一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起固定一挡板,一轻质弹簧将挡板和一条形磁铁连接起来,此时台秤读数为来,此时台秤读数为F1,现在磁铁上方中心偏左位置,现在磁铁上方中心偏左位置固定一通电导线,电流方向如图,当通上电流后,台固定一通电导线,电流方向如图,当通上电流后,台秤读数为秤读数为F2,则以下说法正确的是,则以下说法正确的是()A.F1F2,弹簧长度将变长,弹簧长度将变长B.F1F2,弹簧长度将变短,弹簧长度将变短

31、C.F1F2,弹簧长度将变长,弹簧长度将变长D.F1F2,弹簧长度将变短,弹簧长度将变短B如图如图8110所示条形磁铁放在水平所示条形磁铁放在水平桌面上,在其正中央的上方固定一根桌面上,在其正中央的上方固定一根长直导线,导线与磁铁垂直,给导线长直导线,导线与磁铁垂直,给导线通以垂直纸面向里的电流,用通以垂直纸面向里的电流,用F表示表示图图8110磁铁对桌面的压力,用磁铁对桌面的压力,用f表示桌面对磁铁的摩擦力,导线表示桌面对磁铁的摩擦力,导线中通电后与通电前相比较中通电后与通电前相比较 ()AF减小,减小,f0 BF减小,减小,f0CF增大,增大,f0 DF增大,增大,f0解析解析(转换研究对

32、象法转换研究对象法)如图所示,如图所示,画出一条通电电流为画出一条通电电流为I的导线所在处的导线所在处的磁铁的磁感线,电流的磁铁的磁感线,电流I处的磁场方处的磁场方向水平向左,由左手定则知,电流向水平向左,由左手定则知,电流I受安培力方向竖直向上根据牛顿第三定律可知,电流对受安培力方向竖直向上根据牛顿第三定律可知,电流对磁铁的反作用力方向竖直向下,所以磁铁对桌面压力增磁铁的反作用力方向竖直向下,所以磁铁对桌面压力增大,而桌面对磁铁无摩擦力作用,故正确选项为大,而桌面对磁铁无摩擦力作用,故正确选项为C.答案答案C一条形磁铁放在水平桌面上,它的上一条形磁铁放在水平桌面上,它的上方靠方靠S极一侧吊挂

33、一根与它垂直的导极一侧吊挂一根与它垂直的导体棒,图体棒,图8111中只画出此棒的截中只画出此棒的截面图,并标出此棒中的电流是流向纸面图,并标出此棒中的电流是流向纸图图8111内的,在通电的一瞬间可能产生的情况是内的,在通电的一瞬间可能产生的情况是 ()A磁铁对桌面的压力减小磁铁对桌面的压力减小B磁铁对桌面的压力增大磁铁对桌面的压力增大C磁铁受到向右的摩擦力磁铁受到向右的摩擦力D磁铁受到向左的摩擦力磁铁受到向左的摩擦力解析解析如图所示,对导体棒,通电如图所示,对导体棒,通电后,由左手定则判断出导体棒受到后,由左手定则判断出导体棒受到斜向左下的安培力,由牛顿第三定斜向左下的安培力,由牛顿第三定律可

34、得,磁铁受到导体棒的作用力律可得,磁铁受到导体棒的作用力应斜向右上,所以在通电的一瞬间,磁铁对桌面的压力减应斜向右上,所以在通电的一瞬间,磁铁对桌面的压力减小,磁铁受到向左的摩擦力,因此小,磁铁受到向左的摩擦力,因此A、D正确正确答案答案AD如图如图8112所示,条形磁所示,条形磁铁放在光滑斜面上,用平行铁放在光滑斜面上,用平行于斜面的轻弹簧拉住而平于斜面的轻弹簧拉住而平衡,衡,A为水平放置的直导线为水平放置的直导线的截面,导线中无电流时磁的截面,导线中无电流时磁图图8112铁对斜面的压力为铁对斜面的压力为FN1;当导线中有垂直纸面向外的电流;当导线中有垂直纸面向外的电流时,磁铁对斜面的压力为

35、时,磁铁对斜面的压力为FN2,则下列关于压力和弹簧的,则下列关于压力和弹簧的伸长量的说法中正确的是伸长量的说法中正确的是 ()AFN1FN2,弹簧的伸长量增大,弹簧的伸长量增大DFN1FN2,弹簧的伸长量减小,弹簧的伸长量减小安培力的特点安培力的特点方向:安培力的方向与线圈平方向:安培力的方向与线圈平面垂直面垂直大小:安培力的大小与通过的大小:安培力的大小与通过的电流成正比电流成正比二磁电式电流表二磁电式电流表1、基本组成部分:磁铁和放在磁铁两极之间的线圈、基本组成部分:磁铁和放在磁铁两极之间的线圈2、工作原理、工作原理磁场特点磁场特点方向:沿径向均匀辐射地分布方向:沿径向均匀辐射地分布大小:

36、在距轴线等距离处的磁大小:在距轴线等距离处的磁感应强度大小相等感应强度大小相等3、优、缺点:优点是灵敏度、优、缺点:优点是灵敏度高,能测出很弱的电流;缺高,能测出很弱的电流;缺点是线圈的导线很细,允许点是线圈的导线很细,允许通过的电流很小通过的电流很小表盘刻度特点表盘刻度特点由于导线在安培力作用下带动线圈转动,游丝变形,由于导线在安培力作用下带动线圈转动,游丝变形,反抗线圈的转动,电流越大,安培力越大,形变就越反抗线圈的转动,电流越大,安培力越大,形变就越大,所以指针偏角与通过线圈的电流大,所以指针偏角与通过线圈的电流I成正比,表盘刻成正比,表盘刻度均匀度均匀【例与练例与练】(2011全国理综

37、)全国理综).电磁轨道炮工作原理如电磁轨道炮工作原理如图所示。待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动,图所示。待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动,并与轨道保持良好接触。电流并与轨道保持良好接触。电流I从一条轨道流入,通过从一条轨道流入,通过导电弹体后从另一条轨道流回。轨道电流可形成在弹导电弹体后从另一条轨道流回。轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面得磁场(可视为匀强磁场),磁感体处垂直于轨道面得磁场(可视为匀强磁场),磁感应强度的大小与应强度的大小与I成正比。通电的弹体在轨道上受到安成正比。通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出。现欲使弹体的出射速度增加培力的作用而高速射出。现欲使弹体的出

38、射速度增加至原来的至原来的2倍,理论上可采用的方法是(倍,理论上可采用的方法是()A.只将轨道长度只将轨道长度L变为原来的变为原来的2倍倍B.只将电流只将电流I增加至原来的增加至原来的2倍倍C.只将弹体质量减至原来的一半只将弹体质量减至原来的一半D.将弹体质量减至原来的一半,将弹体质量减至原来的一半,轨道长度轨道长度L变为原来的变为原来的2倍,其它量不变倍,其它量不变BD第三课时磁场对运动电荷的作用第三课时磁场对运动电荷的作用vB时,洛伦兹力时,洛伦兹力F0 (0或或180)vB时,洛伦兹力时,洛伦兹力FqvB (90)一般角度时,可认为一般角度时,可认为Bsin 为垂直于速度方向上的分为垂直

39、于速度方向上的分量,也可认为量,也可认为vsin为垂直于磁场方向上的分量为垂直于磁场方向上的分量一洛伦兹力的大小和方向一洛伦兹力的大小和方向1、定义:磁场对、定义:磁场对运动电荷运动电荷的作用力叫做洛伦兹力的作用力叫做洛伦兹力2、洛伦兹力的大小:、洛伦兹力的大小:FqvBsin,为为v与与B的夹角的夹角判定方法:应用左手定则,注意四指应指向判定方法:应用左手定则,注意四指应指向正电荷正电荷运动的方向运动的方向或负电荷运动的反方向或负电荷运动的反方向方向特点:方向特点:FB,Fv.即即F垂直于垂直于B和和v决定的平决定的平面面(注意注意B和和v可以有任意夹角可以有任意夹角)3、洛伦兹力的方向、洛

40、伦兹力的方向特别提醒:特别提醒:洛伦兹力的方向总是与粒子速度方向垂直所以洛洛伦兹力的方向总是与粒子速度方向垂直所以洛伦兹力始终不做功伦兹力始终不做功 安培力是洛伦兹力的宏观表现,但各自的表现形式安培力是洛伦兹力的宏观表现,但各自的表现形式不同,洛伦兹力对运动电荷永远不做功,而安培力对不同,洛伦兹力对运动电荷永远不做功,而安培力对通电导线可做正功,可做负功,也可不做功通电导线可做正功,可做负功,也可不做功【例与练例与练】如图所示,表面粗糙的斜面固定于地面上,如图所示,表面粗糙的斜面固定于地面上,并处于方向垂直纸面向外、强度为并处于方向垂直纸面向外、强度为B的匀强磁场中,的匀强磁场中,质量为质量为

41、m、带电荷量为、带电荷量为+Q的小滑块从斜面顶端由静止的小滑块从斜面顶端由静止下滑。在滑块下滑的过程中,下列判断正确的是下滑。在滑块下滑的过程中,下列判断正确的是()A.滑块受到的摩擦力不变滑块受到的摩擦力不变B.滑块到达地面时的动能与滑块到达地面时的动能与B的大小无关的大小无关C.滑块受到的洛伦兹力方向垂直斜面向下滑块受到的洛伦兹力方向垂直斜面向下D.滑块最终可能会沿斜面做匀速直线运动滑块最终可能会沿斜面做匀速直线运动CD若若vB,带电粒子仅受洛伦兹力作用,在垂直于磁感,带电粒子仅受洛伦兹力作用,在垂直于磁感线的平面内以入射速度线的平面内以入射速度v做做匀速圆周匀速圆周运动运动二带电粒子在匀

42、强磁场中的运动规律二带电粒子在匀强磁场中的运动规律1、速度方向与磁场方向平行、速度方向与磁场方向平行若若vB,带电粒子不受洛伦兹力,在匀强磁场中做匀,带电粒子不受洛伦兹力,在匀强磁场中做匀速直线运动速直线运动2、速度方向与磁场方向垂直、速度方向与磁场方向垂直3、带电粒子仅受洛伦兹力作用,在垂直于磁感线的、带电粒子仅受洛伦兹力作用,在垂直于磁感线的平面内做平面内做匀速圆周匀速圆周运动的基本公式:运动的基本公式:向心力公式:向心力公式:轨道半径公式:轨道半径公式:2vFBqvmr向mvrBq周期公式:周期公式:2 mTBq12BqfTm2BqTm特别提醒:特别提醒:T的大小与轨道半径的大小与轨道半

43、径r和运行速率和运行速率v无关,只无关,只与磁场的磁感应强度与磁场的磁感应强度B和粒子的比荷和粒子的比荷q/m有关有关 三、带电粒子在有界磁场中的运动三、带电粒子在有界磁场中的运动1圆心的确定圆心的确定两种情形两种情形已知入射方向和出射方向时,可通已知入射方向和出射方向时,可通过入射点和出射点分别作垂直于入射过入射点和出射点分别作垂直于入射方向和出射方向的直线,两条直线的方向和出射方向的直线,两条直线的交点就是圆弧轨迹的圆心交点就是圆弧轨迹的圆心(如图所示,如图所示,图中图中P为入射点,为入射点,M为出射点为出射点)已知入射方向和出射点的位置时,已知入射方向和出射点的位置时,可以通过入射点作入

44、射方向的垂线,可以通过入射点作入射方向的垂线,连接入射点和出射点,作其中垂线,连接入射点和出射点,作其中垂线,这两条垂线的交点就是圆弧轨迹的这两条垂线的交点就是圆弧轨迹的圆心圆心(如图所示,如图所示,P为入射点,为入射点,M为出为出射点射点)带电粒子在不同边界磁场中的运动带电粒子在不同边界磁场中的运动直线边界直线边界(进出磁场具有对称性,如图进出磁场具有对称性,如图)平行边界平行边界(存在临界条件,如图存在临界条件,如图)圆形边界圆形边界(沿径向射入必沿径沿径向射入必沿径向射出,如图向射出,如图)2半径的确定半径的确定OvOv(偏向角偏向角)AB用几何知识用几何知识(勾股定理、三角函数等勾股定

45、理、三角函数等),求出该圆的可能求出该圆的可能半径半径(或圆心角或圆心角)并注意以下两个重要的几何特点:并注意以下两个重要的几何特点:粒子速度的偏向角粒子速度的偏向角()等于回旋角等于回旋角(),并等于,并等于AB弦弦与切线的夹角与切线的夹角(弦切角弦切角)的的2倍倍 (如图如图),即即=2=t相对的弦切角相对的弦切角()相等,相等,与相邻的弦切角与相邻的弦切角()互补,互补,即即+=180直接根据公式直接根据公式 t=s/v 或或 t=/求出运动时间求出运动时间t粒子在磁场中运动一周的时间为粒子在磁场中运动一周的时间为T,当粒子运动的,当粒子运动的圆弧所对应的圆心角为圆弧所对应的圆心角为时,

46、其运动时间可由下式表时,其运动时间可由下式表示:示:OvOv(偏向角偏向角)ABTtTt360或2 TtTt360或2 或或【例与练例与练】电子以垂直磁场的速度电子以垂直磁场的速度v从图的从图的P处沿处沿PQ方方向进入长向进入长d,高,高h的矩形的矩形PQNM匀强磁场区域,结果从匀强磁场区域,结果从N离开磁场。若电子质量为离开磁场。若电子质量为m,电荷量为,电荷量为e,磁感应强,磁感应强度为度为B,则,则()A.电子在磁场中运动的时间电子在磁场中运动的时间B.电子在磁场中运动的时间电子在磁场中运动的时间C.电子横向偏移电子横向偏移D.偏向角偏向角满足满足dtvPNtv21()2Bevdhmv/

47、()mvsindBeBD【例与练例与练】(2011海南卷)海南卷).空间存在方向垂直于纸空间存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场,图中的正方形为其边界。一细束面向里的匀强磁场,图中的正方形为其边界。一细束由两种粒子组成的粒子流沿垂直于磁场的方向从由两种粒子组成的粒子流沿垂直于磁场的方向从O点点入射。这两种粒子带同种电荷,它们的电荷量、质量入射。这两种粒子带同种电荷,它们的电荷量、质量均不同,但其比荷相同,且都包含不同速率的粒子。均不同,但其比荷相同,且都包含不同速率的粒子。不计重力。下列说法正确的是不计重力。下列说法正确的是()A.入射速度不同的粒子在磁场中的运动时间一定不同入射速度不同的粒子在磁

48、场中的运动时间一定不同B.入射速度相同的粒子在磁场中的运动轨迹一定相同入射速度相同的粒子在磁场中的运动轨迹一定相同C.在磁场中运动时间相同的粒子,其运动轨迹一定相在磁场中运动时间相同的粒子,其运动轨迹一定相同同D.在磁场中运动时间越长的粒子,在磁场中运动时间越长的粒子,其轨迹所对的圆心角一定越大其轨迹所对的圆心角一定越大BD【例与练例与练】如图所示,一匀强磁场垂直穿过平面直角如图所示,一匀强磁场垂直穿过平面直角坐标系的第坐标系的第 I 象限,磁感应强度为象限,磁感应强度为 B.一质量为一质量为 m、带、带电量为电量为 q 的粒子以速度的粒子以速度 v 从从 O 点沿着与点沿着与 y 轴夹角为轴

49、夹角为30方向进入磁场,运动到方向进入磁场,运动到 A 点时速度方向与点时速度方向与 x 轴的轴的正方向相同,不计粒子重力,则(正方向相同,不计粒子重力,则()A、粒子带负电、粒子带负电B、点、点A与与x轴的距离为轴的距离为C、粒子由、粒子由O到到A经历的时间为经历的时间为D、粒子运动的速度没有变化、粒子运动的速度没有变化32mvBq3mtBqAC【例与练例与练】如图甲所示,在平面直角坐标系中有一个如图甲所示,在平面直角坐标系中有一个垂直纸面向里的圆形匀强磁场,其边界过原点垂直纸面向里的圆形匀强磁场,其边界过原点O和和y轴上的点轴上的点a(0,L).一质量为一质量为m、电荷量为、电荷量为e的电

50、子从的电子从a点以初速度点以初速度v0平行于平行于x轴正方向射入磁场,并从轴正方向射入磁场,并从x轴上轴上的的b点射出磁场,此时速度的方向与点射出磁场,此时速度的方向与x轴正方向的夹角轴正方向的夹角为为60.下列说法正确的是下列说法正确的是()A.电子在磁场中运动的时间为电子在磁场中运动的时间为B.电子在磁场中运动的时间为电子在磁场中运动的时间为C.磁场区域的圆心坐标为磁场区域的圆心坐标为D.电子在磁场中做圆周运动的圆心坐标为电子在磁场中做圆周运动的圆心坐标为(0,2L)0Lv023Lv3(,)22L LBC【例与练例与练】如图所示,如图所示,ABC为竖直平面内的光滑绝缘为竖直平面内的光滑绝缘

51、轨道,其中轨道,其中AB为倾斜直轨道,为倾斜直轨道,BC为与为与AB相切的圆形相切的圆形轨道,并且圆形轨道处在匀强磁场中,磁场方向垂直轨道,并且圆形轨道处在匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里质量相同的甲、乙、丙三个小球中,甲球纸面向里质量相同的甲、乙、丙三个小球中,甲球带正电、乙球带负电、丙球不带电,现将三个小球在带正电、乙球带负电、丙球不带电,现将三个小球在轨道轨道AB上分别从不同高度处由静止释放,都恰好通过上分别从不同高度处由静止释放,都恰好通过圆形轨道的最高点,则圆形轨道的最高点,则()A经过最高点时,三个小球的速度相等经过最高点时,三个小球的速度相等B经过最高点时,甲球的速度最小经过最高

52、点时,甲球的速度最小C甲球的释放位置比乙球的高甲球的释放位置比乙球的高D运动过程中三个小球的机械能均保持不变运动过程中三个小球的机械能均保持不变CD【例与练例与练】(2011浙江)浙江).利用如图所示装置可以选择利用如图所示装置可以选择一定速度范围内的带电粒子。图中板一定速度范围内的带电粒子。图中板MN上方是磁感应上方是磁感应强度大小为强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场,板上、方向垂直纸面向里的匀强磁场,板上有两条宽度分别为有两条宽度分别为2d和和d的缝,两缝近端相距为的缝,两缝近端相距为L。一。一群质量为群质量为m、电荷量为、电荷量为q,具有不同速度的粒子从宽度,具有不同速度的粒子从宽

53、度为为2d的缝垂直于板的缝垂直于板MN进入磁场,对于能够从宽度为进入磁场,对于能够从宽度为d的缝射出的粒子,下列说法正确的是(的缝射出的粒子,下列说法正确的是()A.粒子带正电粒子带正电B.射出粒子的最大速度为射出粒子的最大速度为C.保持保持d和和L不变,增大不变,增大B,射出粒,射出粒子的最大速度与最小速度之差增大子的最大速度与最小速度之差增大D.保持保持d和和B不变,增大不变,增大L,射出粒,射出粒子的最大速度与最小速度之差增大子的最大速度与最小速度之差增大mdLqB2)3(BC【例与练例与练】如图所示,带负电的粒子垂直磁场方向进如图所示,带负电的粒子垂直磁场方向进入圆形匀强磁场区域,出磁

54、场时速度偏离原方向入圆形匀强磁场区域,出磁场时速度偏离原方向 60角,已知带电粒子质量角,已知带电粒子质量 m310-20Kg,电量电量 q10-13C,速度,速度 v0105 m/s,磁场,磁场区域的半径区域的半径 R310-1m,不计重力,不计重力,求磁场的磁感应强度。求磁场的磁感应强度。rrOO解析:画出轨迹和半径如图所示。解析:画出轨迹和半径如图所示。0tan60Rr3rRFF洛向200vBqvmr20501313 1010330103 3 10mvBTTqr带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,有:带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,有:【例与练例与练】(05年广东卷)年广东卷)如图所示,在一

55、个圆形域如图所示,在一个圆形域内,两个方向相反且都垂直于纸面的匀强磁场分布在内,两个方向相反且都垂直于纸面的匀强磁场分布在以直径以直径A2A4为边界的两个半圆形区域为边界的两个半圆形区域、中,中,A2A4与与A1A3的夹角为的夹角为60.一质量为一质量为m、带电量为、带电量为+q 的粒的粒子以某一速度从子以某一速度从区的边缘点区的边缘点A1处沿与处沿与A1A3成成30角角的方向射入磁场,随后该粒子以垂直于的方向射入磁场,随后该粒子以垂直于A2A4的方向经的方向经过圆心过圆心O进入进入区,最后再区,最后再从从A4处射出磁场。已知该粒处射出磁场。已知该粒子从射入到射出磁场所用的子从射入到射出磁场所

56、用的时间为时间为t,求,求区和区和区中区中磁感应强度的大小(忽略粒磁感应强度的大小(忽略粒子重力)。子重力)。解析:画出轨迹如图所示。解析:画出轨迹如图所示。222vB qvmr211vBqvmr11mvrB q22mvrB q由几何关系可知:由几何关系可知:r1=2r2。所以所以B2=2B111122rmTvB q22222rmTvB q111163mtTBq22212mtTB q12ttt156mBqt253mBqt由以上各式可解得:由以上各式可解得:【例与练例与练】(04年广东卷)年广东卷)如图,真空室内存在匀强磁如图,真空室内存在匀强磁场,磁场方向垂直于图中纸面向里,磁感应强度的大场,

57、磁场方向垂直于图中纸面向里,磁感应强度的大小小B0.60 T。磁场内有一块平面感光干板。磁场内有一块平面感光干板ab,板面与,板面与磁场方向平行。在距磁场方向平行。在距ab的距离为的距离为l16 cm处,有一个点处,有一个点状的状的放射源放射源S,它向各个方向发射,它向各个方向发射粒子,粒子,粒子的速粒子的速度都是度都是v3.0106 m/s。已知。已知粒子的电荷与质量之比粒子的电荷与质量之比q/m5.0107 C/kg。现只考虑在图纸平面中运动的。现只考虑在图纸平面中运动的粒子,求粒子,求ab上被上被粒子打中的区域的长度。粒子打中的区域的长度。Sab解析:解析:带电粒子在磁场中做匀带电粒子在

58、磁场中做匀速圆周运动,有:速圆周运动,有:可见,可见,2RlR.2vBqvmR673 10100.6 5 10mvRmcmBq 因朝不同方向发射的因朝不同方向发射的粒子的圆轨迹都过粒子的圆轨迹都过S,任何任何粒子在粒子在运动中离运动中离S的距离不可能超过的距离不可能超过2R,作出轨迹如图所示。作出轨迹如图所示。由图中几何关系得:由图中几何关系得:221()8NPRlRcm222(2)12NPRlcm121220PPNPNPcm第五课时带电粒子在复合场中的运动第五课时带电粒子在复合场中的运动【例与练例与练】在图中实线框所示的区域内同时存在着匀在图中实线框所示的区域内同时存在着匀强磁场和匀强电场一

59、个带电粒子强磁场和匀强电场一个带电粒子(不计重力不计重力)恰好能恰好能沿直线沿直线 MN 从左至右通过这一区域那么匀强磁场和从左至右通过这一区域那么匀强磁场和匀强电场的方向可能为下列哪种情况(匀强电场的方向可能为下列哪种情况()A匀强磁场方向竖直向上,匀强电场方向垂直于纸匀强磁场方向竖直向上,匀强电场方向垂直于纸面向外面向外B匀强磁场方向竖直向上,匀强电场方向垂直于纸匀强磁场方向竖直向上,匀强电场方向垂直于纸面向里面向里C匀强磁场方向垂直于纸面向里,匀强电场方向竖匀强磁场方向垂直于纸面向里,匀强电场方向竖直向上直向上D匀强磁场和匀强电场的方向都水平向右匀强磁场和匀强电场的方向都水平向右BD【例

60、与练例与练】如图所示,空间存在水平方向的匀强电场如图所示,空间存在水平方向的匀强电场 E 和垂直纸面向外的匀强磁场和垂直纸面向外的匀强磁场 B,一个质量为,一个质量为 m、带、带电量为电量为q 的小球套在不光滑的足够长的竖直绝缘杆上,的小球套在不光滑的足够长的竖直绝缘杆上,自静止开始下滑,则(自静止开始下滑,则()A小球的动能不断增大,直到某一最大值小球的动能不断增大,直到某一最大值B小球的加速度不断减小,直至为零小球的加速度不断减小,直至为零C小球的加速度先增大后减小,最终为零小球的加速度先增大后减小,最终为零D小球的速度先增加后减小,最终为零小球的速度先增加后减小,最终为零AC若小球与杆的

61、动摩擦因数为若小球与杆的动摩擦因数为,求:,求:小球速度为多大时,加速度最大小球速度为多大时,加速度最大?最大值是多少最大值是多少?小球下滑的最大速度是多少小球下滑的最大速度是多少?EvBmaxagmaxmgEqvqB【例与练例与练】如图所示,带电平行板中匀强电场竖直向如图所示,带电平行板中匀强电场竖直向上,匀强磁场方向垂直纸面向里,某带电小球从光滑上,匀强磁场方向垂直纸面向里,某带电小球从光滑绝缘轨道上的绝缘轨道上的a点自由滑下,经过轨道端点点自由滑下,经过轨道端点P进入板间进入板间后恰好沿水平方向做直线运动,现使小球从稍低些的后恰好沿水平方向做直线运动,现使小球从稍低些的b点开始自由滑下,

62、在经点开始自由滑下,在经P点进入板间的运动过程中点进入板间的运动过程中()A、其动能将会增大、其动能将会增大 B、其电势能将会增大、其电势能将会增大 C、小球所受的洛伦兹力将会增大、小球所受的洛伦兹力将会增大 D、小球所受的电场力将会增大、小球所受的电场力将会增大ABC【例与练例与练】如图所示,空间存在着方向竖直向下的匀如图所示,空间存在着方向竖直向下的匀强磁场,在光滑水平面上固定一个带负电的小球强磁场,在光滑水平面上固定一个带负电的小球A,另有一个带正电的小球另有一个带正电的小球Q.现给小球现给小球Q一合适的初速度,一合适的初速度,Q将在水平面上按图示的轨迹做匀速圆周运动将在水平面上按图示的

63、轨迹做匀速圆周运动.在运动在运动过程中,由于过程中,由于Q内部的因素,从内部的因素,从Q中分离出一小块不中分离出一小块不带电的物质带电的物质C(可以认为刚分离时两者速度相同可以认为刚分离时两者速度相同),则,则此后此后()A.Q会向圆外飞去,会向圆外飞去,C做匀速直线运动做匀速直线运动B.Q会向圆外飞去,会向圆外飞去,C做匀速圆周运动做匀速圆周运动C.Q会向圆内飞去,会向圆内飞去,C做匀速直线运动做匀速直线运动D.Q会向圆内飞去,会向圆内飞去,C做匀速圆周运动做匀速圆周运动C【例与练例与练】如图如图 所示,两导体板水平放置,两板间电所示,两导体板水平放置,两板间电势差为势差为 U,带电粒子以某

64、一初速度带电粒子以某一初速度 v0 沿平行于两板的沿平行于两板的方向从两板正中间射入,穿过两板后又垂直于磁场方方向从两板正中间射入,穿过两板后又垂直于磁场方向射入边界线竖直的匀强磁场,则粒子射入磁场和射向射入边界线竖直的匀强磁场,则粒子射入磁场和射出磁场的出磁场的 M、N 两点间的距离两点间的距离 d 随着随着 U 和和 v0 的变化的变化情况为(情况为()Ad 随随 v0 增大而增大,增大而增大,d 与与 U 无关无关Bd 随随 v0 增大而增大,增大而增大,d 随随 U 增大而增大增大而增大Cd 随随 U 增大而增大,增大而增大,d 与与 v0 无关无关Dd 随随 v0 增大而增大,增大而

65、增大,d 随随 U 增大而减小增大而减小A0cosvvmvrBq022 cosmvdrBq解析:解析:【例与练例与练】如图所示,一个质量为如图所示,一个质量为m2.010-11kg,电荷量电荷量 q1.010-5C 的带电微粒的带电微粒(重力忽略不计重力忽略不计),从静止开始经从静止开始经 U1100V 电压加速后,水平进入两平行电压加速后,水平进入两平行金属板间的偏转电场,偏转电场的电压金属板间的偏转电场,偏转电场的电压 U2100V金金属板长属板长L20cm,两板间距,两板间距 。求:求:(1)微粒进入偏转电场时的速度微粒进入偏转电场时的速度 v0 的大小;的大小;(2)微粒射出偏转电场时

66、的偏转角微粒射出偏转电场时的偏转角;(3)若该匀强磁场的宽度为若该匀强磁场的宽度为D10cm,为使微粒不会由,为使微粒不会由磁场右边射出,该匀强磁场的磁感应强度磁场右边射出,该匀强磁场的磁感应强度B至少多大?至少多大?10 3dcm解析解析(1)由动能定理得:)由动能定理得:21012qUmv41021.0 10/qUvm sm(2)微粒在偏转电场中做类平抛运动,有:微粒在偏转电场中做类平抛运动,有:2qUamd0yLvatav2013tan23yvU LvU d030(3)进入磁场时微粒的速度是:进入磁场时微粒的速度是:轨迹如图所示轨迹如图所示0cosvvsinDrr2vBqvmr0(1 sin)30.346cos5mvBTTqD由几何关系有:由几何关系有:洛伦兹力提供向心力有:洛伦兹力提供向心力有:由以上各式可求得:由以上各式可求得:【例与练例与练】如图所示,相互垂直的匀强电场和匀强磁如图所示,相互垂直的匀强电场和匀强磁场的大小分别为场的大小分别为E和和B,一个质量为,一个质量为m、电量为、电量为q的油的油滴,从滴,从a点以水平速度点以水平速度v0 飞入,经过一段时间后运动到飞入,

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