【正文】 ?？ú祭桌迹贸瑢?dǎo)線圈發(fā)現(xiàn)了一個磁單極子，不過后來再沒有找到新的磁單極子．科學(xué)實驗必須能經(jīng)得起多次的重復(fù)，所以，僅有這一事例還不能證實磁單極子的存在．目前，尋找磁單極子的工作仍在繼續(xù)進(jìn)行，科學(xué)家們不斷改進(jìn)實驗方法，提高探測儀器的精度．實現(xiàn)理 想也許要經(jīng)過好幾代人的努力，這是一項長期而艱巨的任務(wù)． 磁化水，顧名思義，是一種被磁場磁化了的水．讓普通水以一定流速，沿著與磁力線平行的方向，通過一定強度的磁場，這樣普通水就變成了磁化水．磁化水呈現(xiàn)出種種神奇的效能，開始在工業(yè)、農(nóng)業(yè)和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用．磁化水為什么會有如此神奇的作用呢？這是一個至今尚未揭開的謎．一些科學(xué)家認(rèn)為，水分子本身就是一個小磁體，由于異性磁極相吸，因而普通水中許多水分子就會首先相吸，連結(jié)成龐大的 “分子團(tuán) ”．這種 “分子團(tuán) ”會減弱水的多種物理化學(xué)性質(zhì)．當(dāng)普通 水經(jīng)過磁場作用后，沖破了原先連接的 “分子團(tuán) ”，使它變成單個的有活力的水分子． a b l S 圖 9337 。在達(dá)到平衡時，血管內(nèi)部的電場可看作是勻強電場，血液中的離子所受的電場力和磁場力的合力為零。云室中橫放的金屬板對粒子的運動起阻礙作用。 解析 ：電子在磁場中運動，只受洛倫茲力作用，故其軌跡是圓弧一部分，又因為 f⊥ v，故圓心在電子穿入和穿出磁場時受到洛倫茲力指向交點上，如圖中的 O 點，由幾何知識知， AB 間圓心角θ =300， OB 為半徑．所以 r=d/sin300=2d． 又由 r=Bemv得 m＝ 2dBe／ v． 又因為 AB 圓心角是 300，所以穿過時間 t=121T=121Bem?2=vd3?． 答案： 2dBe／ v；vd3? 【變式訓(xùn)練 1】 如圖 936，在屏 MN 的上方有磁感應(yīng)強度為 B 的勻強磁場，磁場方向垂直紙面向里． P 為屏上的一小孔． PC 與 MN 垂直．一群質(zhì)量為 m，帶電量為 q 的粒子（不計重力），以相同的速度 v，從 P 處沿垂直于磁場的方向射入磁場區(qū)域．粒子入射方向在與磁場 B 垂直的平面內(nèi)，且散開在與 PC 夾角為 ? 范圍內(nèi)．則在屏 MN 上被粒子打中的區(qū)域的長度為 （ ） A． 2mvqB B． 2 cosmvqB ? C． 2 (1 sin )mvqB ?? D． 2 (1 cos )mvqB ?? 解析：圖 937 可知，沿 PC 方向射入的帶負(fù)電的粒子打在 MN 上的點離 P 點最遠(yuǎn)，PR=Bqmv2，沿兩邊界線射入磁場的粒 子打在 MN 上的點離 P 點最近，PQ=BqmvR ?? c os2c os2 ?，所以打在 MN 區(qū) 域 的 長 度 為qBmvPQPR )c os1(2 ????，則 D 答案正確 答案： D． 935 936 937 考點 2. 電場和磁場對電荷作用的區(qū)別 剖析： 1. 電荷在電場中一定會受到電場力的作用，而電荷在磁場中不一定受磁場力作用 .只有相對于磁場運動且運動方向與磁場不平行的電荷才受磁場力的作用，而相對磁場靜止的電荷或雖運動但運動方向與磁場方向平行的電荷則不受磁場力作用． 2. 電場對電荷作用力的大小僅取決于場強 E 和電荷量 q，即 F=qE，而 磁場對電荷的作用力大小不僅與磁感應(yīng)強度 B 和電荷量 q 有關(guān)，還與電荷運動速度的大小 v 及速度方向與磁場方向的夾角 ? 有關(guān)，即： F=qvBsin? ． 3. 電荷所受電場力的方向總是沿著電場線的切線 (與電場方向相同或相反 )，而電荷所受磁場力的方向總是既垂直于磁場方向，又垂直于運動方向 (即垂直于磁場方向和運動方向所決定的平面 )． 4. 電荷在電場中運動時，電場力要對運動電荷做功 (電荷在等勢面運動除外 )，而電荷在磁場中運動時，磁 場力一定不會對電荷做功 . [例題 2] 一帶電粒子以初速度 V0垂直于勻強電場 E 沿兩板中線射入，不計重力，由 C 點射出時的速度為 V，若在兩板間加以垂直紙面向里的勻強磁場，粒子仍以 V0入射，恰從 C 關(guān)于中線的對稱點D 射出，如圖 938 所示，則粒子從 D 點射出的速度為多少 ? 解析 ：粒子第一次飛出極板時，電場力做正功，由動能定理可得電場力做功為 W1=m（ V2－ v02） /2??①，當(dāng)兩板間加以垂直紙面向里的勻強磁場后，粒子第二次飛出極板時，洛侖茲力對運動電荷不做功，但是粒子從與 C點關(guān)于中線的對稱點射出，洛侖茲力大于 電場力，由于對稱性，粒子克服電場力做功，等于第一次電場力所做的功，由動能定理可得 W2=m（ V02－ VD2） /2??②， W1=W2。 應(yīng)用對 稱性可以快速地確定運動的軌跡。 ② 已知入射方向和出射點的位置，可以通過入射點作入射方向的垂 線，連接入射點和出射點，作其中垂線，這兩條垂線的交點就是圓弧軌道的圓心（如圖 92,P 為入射點， M 為出射點）。第三節(jié) 帶電粒子在磁場中的運動 一、考情分析 考試大綱 考綱解讀 、洛倫茲力的方向 I II II 洛倫茲力的計算只限于速度與磁場方向垂直的情形 帶電粒子在勻強磁場中的勻速圓周運動，要掌握基本法（找圓心、求半徑、畫軌跡）利用幾何知識，求半徑及圓心角是關(guān)鍵。 ① 已知入射方向和出射方向時，可通過入射點和出射點作垂直于入射方向和出射方向的直線，兩條直線的交點就是圓弧軌道的圓心（如圖中 P 為入射點， M 為出射點）。 ① 帶電粒子如果從一直線邊界進(jìn)入又從該邊界射出，則其軌跡關(guān)于入射點和出射點線圖 931 圖 932 圖 933 段的中垂線對稱，入射速度方向、出射速度方向與邊界的夾角相等； ② 在圓形磁場區(qū)域內(nèi)，沿徑向射入的粒子，必沿徑向射出。2? . 4. 注意圓周運動中有關(guān)對稱規(guī)律 如從同一直線邊界射入的粒子，再從這一邊射出時，速度與邊界的夾角相等；在圓形磁場區(qū)域內(nèi)，沿徑向射入的粒子，必沿徑向射出 . 圖 934 [例題 1] 如圖 935 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，穿過磁場時速度方向與電子原來入射方向的夾角是 300，則