《磁場期末復(fù)習(xí)》ppt課件(文件)
【正文】 垂直和平行的方向上 與 B垂直的為有效 L為 在磁場中 的 有效長度 F=BILsinθ B與 I的夾角 通電導(dǎo)線在安培力作用下運動的定性判斷 ★ 如圖所示，有一金屬棒 ab，質(zhì)量為 m = 5g，電阻 R = 1Ω ，可以無摩擦地在兩條平行導(dǎo)軌上滑行。電源的電動勢 E = 2V，內(nèi)電阻 r = ，試求變阻器取值是多少時，可使金屬棒靜止在導(dǎo)軌上。 第二課時 磁場對運動電荷的作用 一、洛侖茲力 磁場對運動電荷的作用力 大小： F洛 =Bqv 當(dāng) B∥ v時，電荷不受洛侖茲力 當(dāng) B⊥ v時，電荷所受洛侖茲力最大 當(dāng) B與 v成 θ角時， F洛 =Bqvsin θ 方向：用左手定則判斷 F洛 + v 注意： 四指的方向為正電荷的運動方向，或負電荷運動的反方向。 的方向射入第一象限內(nèi)的勻強磁場中，并恰好垂直于 y軸射出第一象限。 物理方法 例 1：如圖所示，一束電子（電量為 e）以速度 v垂直射入磁感應(yīng)強度為 B、寬度為 d的勻強磁場中，穿透磁場時速度方向與電子原來入射方向的夾角是 30o，則電子的質(zhì)量是多少？穿透磁場的時間又是多少？ 二、確定帶電粒子在磁場中運動軌跡的方法 一、帶電粒子在勻強磁場中的運動規(guī)律 物理方法： 物理和幾何方法： 作出帶電粒子在磁場中兩個位置所受洛侖茲力，沿其方向延長線的交點確定圓心，從而確定其運動軌跡。若粒子射出磁場的位置與 O點的距離為 L，求該粒子的電量和質(zhì)量之比 q/m。 解： 由幾何知識： 粒子的運動半徑： r=L/2sinθ 粒子的運動半徑： r=mv/qB 由上兩式可得粒子的荷質(zhì)比： q/m=2mvsinθ/BL 作出粒子運動軌跡如圖。 軌道半徑： R=mv/qB 周期： T=2πm/qB 帶電粒子在磁場中（ v⊥ B） 只受洛侖茲力， 粒子做 勻速圓周 運動 。 過 a、 b兩點分別作平行 x軸 和 y軸的平行線且交于 P點； P v MNO`yOa→bxv二、確定帶電粒子在磁場中運動軌跡的方法 一、帶電粒子在勻強磁場中的運動規(guī)律 物理方法： 幾何方法： 物理和幾何方法： 作出帶電粒子在磁場中兩個位置所受洛侖茲力，沿其方向延長線的交點確定圓心，從而確定其運動軌跡。 作出帶電粒子在磁場中某個位置所受洛侖茲力，沿其方向的延長線與圓周上兩點連線的中垂線的交點確定圓心，從而確定其運動軌跡。 ◆ 分析帶電粒子在電場、磁場中運動，主要是兩條線索： ⑴ 力和運動的關(guān)系。因此要熟悉各種力做功的特點。 帶電粒子質(zhì)量 m，電荷量q，由電壓 U加速后垂直進入磁感應(yīng)強度為 B的勻強磁場，設(shè)軌道半徑為 r ，有： 2mv21qU ?rmvq v B 2?22 rBU2mq ?１．組合場（電場與磁場沒有同時出現(xiàn)在同一區(qū)域） 從上式可知，荷質(zhì)比相 同的粒于如 ， ，將落在同一點．42 12He H（２）回旋加速器 工作原理：１．電場加速 ２．磁場約束偏轉(zhuǎn) ３．加速條件：高頻電源的周期與 帶電粒子在Ｄ形盒中運動的周期相同 例４： 如圖所示 ，空間分布著如圖所示的勻強電場E（寬度為 L）和勻強磁場 B（兩部分磁場區(qū)域的磁感應(yīng)強度大小相等，方向相反），一帶電粒子電量為 q，質(zhì)量為 m（不計重力），從 A點由靜止釋放，經(jīng)電場加速后進入磁場穿過中間磁場進入右邊磁場后能按某一路徑而返回 A點，重復(fù)前述過程。 粒子在右邊磁場中運動時間： M N ? （ 1） 速度 選擇器 ? 如圖所示 ， 在平行板電容器間加有正交的勻強電場和勻強磁場 ， 運動電荷垂直于電場及磁場射入 ． 沿直線運動的電荷受到的電場力和洛侖茲力滿足： qBv =qE ? 故速率 v=E/B的粒子 ， 即使電性不同 ， 荷質(zhì)比不同 ， 也可沿直線穿出右側(cè)小孔 ． ２．疊加場（電場、磁場或重力場同時出現(xiàn)在同一區(qū)域） ◆ 速度選擇器 ① 任何一個存在正交電場的磁場的空間都可看作速度選擇器 ② 速度選擇器只選擇速度而不選擇粒子的種類，只要 v=E/B，粒子就能沿直線勻速通過選擇器，而與粒子的電性、電荷量、質(zhì)量無關(guān)。若已知圓半徑為 r，電場強度為 E 磁感應(yīng)強度為 B，則線速度為 _____。小球由靜止釋放后沿桿下滑。 霍爾效應(yīng)（磁強計） ① 導(dǎo)體中通過電流時，在運動的電荷為電子，帶負電； ② 當(dāng)電子所受電場力與洛侖茲力相等時，導(dǎo)體上、下側(cè)電勢差穩(wěn)定。 E B qE qvB mg f N 最大加速度為 g，此時有：qvB=qE， N=0， f=0 當(dāng)摩擦力和重力大小相等時，小球速度達到最大 BEμq Bmgv ??問題： 若將磁場反向，其余條件不變。必然是電場力和重力平衡，而洛倫茲力充當(dāng)向心力 ！ 逆時針， v = qBr/m = gBr/E 例６．質(zhì)量為 m 帶電量為 q 的小球套在豎直放置的絕緣桿上，球與桿間的動摩擦因數(shù)為 μ。 ★ 如圖所示，在平行金屬板間有勻強電場和勻強磁場，方向如圖，有一束正電荷沿中心線方向水平射入，卻分成三束分別由 a、 b、c三點射出，問可以確定的是這三束帶電粒子的什么物理量不相同 ?(重力不計 ) 例５．一個 帶電微粒 在圖示的正交勻強電場和勻強磁場中 在豎直面內(nèi)做勻速圓周運動 。 →→→→→ AEB 1 B 2解：
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