【正文】 程度地磁化，并留下剩磁，且剩磁的變化與聲音的變化一致，這樣，聲音的變化就被記錄成磁粉不同程度的變化。bb39。： 磁場(chǎng) 類型：復(fù)習(xí)課目的要求：重點(diǎn)難點(diǎn)： 教 具：過程及內(nèi)容：第1課 磁場(chǎng)基本性質(zhì)基礎(chǔ)知識(shí) 一、磁場(chǎng)磁場(chǎng)：磁場(chǎng)是存在于磁體、運(yùn)動(dòng)電荷周圍的一種物質(zhì)．它的基本特性是：對(duì)處于其中的磁體、電流、運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用．磁現(xiàn)象的電本質(zhì)：所有的磁現(xiàn)象都可歸結(jié)為運(yùn)動(dòng)電荷之間通過磁場(chǎng)而發(fā)生的相互作用．二、磁感線為了描述磁場(chǎng)的強(qiáng)弱與方向，人們想象在磁場(chǎng)中畫出的一組有方向的曲線．1．疏密表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱．2．每一點(diǎn)切線方向表示該點(diǎn)磁場(chǎng)的方向，也就是磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向．3．是閉合的曲線，在磁體外部由N極至S極，在磁體的內(nèi)部由S極至N極．磁感線不相切不相交。c39。c 即錄音是利用電流的磁效應(yīng)。電子流的等效電流方向是向里的，根據(jù)“同向電流互相吸引，反向電流互相排斥”，可判定電子流向左偏轉(zhuǎn)。將導(dǎo)管置于磁場(chǎng)中，當(dāng)電流I穿過導(dǎo)電液體時(shí)，這種導(dǎo)電液體即被驅(qū)動(dòng)。由 ①②③式得VD=點(diǎn)評(píng)：凡是涉及到帶電粒子的動(dòng)能發(fā)生了變化，均與洛侖茲力無(wú)關(guān)，因?yàn)槁鍋銎澚?duì)運(yùn)動(dòng)電荷永遠(yuǎn)不做功。磁感強(qiáng)度B＝0．332 T，方向垂直于紙面向里，在O處有一放射源 S，可沿紙面向各個(gè)方向射出速率均為v=3．2106m/s的α粒子．已知α粒子的質(zhì)量m= 6．6410－27 kg，電量q=3．2 10－19 C．（1）畫出α粒子通過磁場(chǎng)空間做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心的軌跡．（2）求出α粒子通過磁場(chǎng)空間的最大偏轉(zhuǎn)角θ．（3）再以過O點(diǎn)并垂直紙面的直線為軸旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)區(qū)域，能使穿過磁場(chǎng)區(qū)域且偏轉(zhuǎn)角最大的α粒子射到正方向的y軸上，則圓形磁場(chǎng)直徑OA至少應(yīng)轉(zhuǎn)過多大的角度β．解析：（l）α粒子的速度相同，在同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑相同，均由洛侖茲力提供向心力 f= qvB=mv2／r，r＝mv／Qb=20cm 所以α粒子的圓心與S（即O點(diǎn)）的距離均為r，其圓心的軌跡為以S為圓心、以20cm為半徑的一段圓弧，如圖所示．（2）由于α粒子的軌道半徑r大于磁場(chǎng)區(qū)域的半徑R，α粒子最長(zhǎng)的軌跡所對(duì)應(yīng)的弦為2R=r=20cm時(shí)，α粒子在磁場(chǎng)中最大的偏轉(zhuǎn)角的軌跡就是α粒子在磁場(chǎng)中最長(zhǎng)的軌跡線，由于最長(zhǎng)的軌跡線的弦長(zhǎng)與其軌跡半徑相等，所以偏轉(zhuǎn)角的最大值為θ=600（3）由（2）中可知α粒子的最大偏轉(zhuǎn)角為600；且所對(duì)的弦為OA，故α粒子在磁場(chǎng)軌跡的入射點(diǎn)O和出射點(diǎn)A與其軌跡圓心O1的連線和OA組成一個(gè)正三角形，也就是α粒子離開磁場(chǎng)時(shí)與x軸正方向的夾角γ＝300，如圖所示．要使偏轉(zhuǎn)角最大的α粒子離開磁場(chǎng)時(shí)能打在y軸的正方向上，則α粒子與x軸的正方向夾角γ/＞900，則OA繞過O點(diǎn)的水平軸至少要轉(zhuǎn)過β=γ/一γ＝600．點(diǎn)評(píng)：帶電粒子在磁場(chǎng)中的軌跡不大于半圓時(shí)，要使帶電粒子在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)角最大，就是要求帶電粒子在磁場(chǎng)中的軌跡線愈長(zhǎng)（由于半徑確定），即所對(duì)應(yīng)的弦愈長(zhǎng)．在圓形磁場(chǎng)中，只有直徑作為軌跡的弦長(zhǎng)最長(zhǎng)．所以要求帶電粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的入射點(diǎn)、離開磁場(chǎng)時(shí)的出射點(diǎn)的連線為圓形磁場(chǎng)區(qū)域的直徑．這是本題的難點(diǎn)。mv2選擇器中:v=E/B1偏轉(zhuǎn)場(chǎng)中:d＝2r，qvB2＝mv2/r比荷:質(zhì)量作用：主要用于測(cè)量粒子的質(zhì)量、比荷、研究同位素．如圖所示組成：兩個(gè)D形盒，大型電磁鐵，高頻振蕩交變電壓，兩縫間可形成電壓U作用：電場(chǎng)用來對(duì)粒子（質(zhì)子、氛核,a粒子等）加速，磁場(chǎng)用來使粒子回旋從而能反復(fù)加速．高能粒子是研究微觀物理的重要手段．要求：粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期等于交變電源的變化周期．關(guān)于回旋加速器的幾個(gè)問題：(1)回旋加速器中的D形盒，它的作用是靜電屏蔽，使帶電粒子在圓周運(yùn)動(dòng)過程中只處在磁場(chǎng)中而不受電場(chǎng)的干擾，以保證粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)‘(2)回旋加速器中所加交變電壓的頻率f,與帶電粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的頻率相等:(3)回旋加速器最后使粒子得到的能量，可由公式來計(jì)算，在粒子電量，、質(zhì)量m和磁感應(yīng)強(qiáng)度B一定的情況下，回旋加速器的半徑R越大，粒子的能量就越大．【注意】直線加速器的主要特征． 如圖所示，直線加速器是使粒子在一條直線裝置上被加速．規(guī)律方法 帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)【例1】如圖所示，在X軸上方有勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)為E；在X軸下方有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向如圖，在X軸上有一點(diǎn)M，離O點(diǎn)距離為L(zhǎng)．現(xiàn)有一帶電量為十q的粒子，使其從靜止開始釋放后能經(jīng)過M點(diǎn)．如果把此粒子放在y軸上，其坐標(biāo)應(yīng)滿足什么關(guān)系？（重力忽略不計(jì)）解析：由于此帶電粒子是從靜止開始釋放的，要能經(jīng)過M點(diǎn)，其起始位置只能在勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域．物理過程是：靜止電荷位于勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域的y軸上，受電場(chǎng)力作用而加速，以速度V進(jìn)入磁場(chǎng)，在磁場(chǎng)中受洛侖茲力作用作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，向X軸偏轉(zhuǎn)．回轉(zhuǎn)半周期過X軸重新進(jìn)入電場(chǎng)，在電場(chǎng)中經(jīng)減速、加速后仍以原速率從距O點(diǎn)2R處再次超過X軸，在磁場(chǎng)回轉(zhuǎn)半周后又從距O點(diǎn)4R處飛越X軸如圖10一53所示（圖中電場(chǎng)與磁場(chǎng)均未畫出）故有L＝2R，L＝22R，L＝32R 即 R＝L／2n，（n=3……）…………… ① 設(shè)粒子靜止于y軸正半軸上，和原點(diǎn)距離為h，由能量守恒得mv2／2=qEh……② 對(duì)粒子在磁場(chǎng)中只受洛侖茲力作用而作勻速圓周運(yùn)動(dòng)有：R＝mv／qB………③ 解①②③式得：h＝B2qL2／8n2mE （n＝l、3……）【例2】如圖所示，在寬l的范圍內(nèi)有方向如圖的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)為E，一帶電粒子以速度v垂直于電場(chǎng)方向、也垂直于場(chǎng)區(qū)邊界射入電場(chǎng)，不計(jì)重力，射出場(chǎng)區(qū)時(shí)，粒子速度方向偏轉(zhuǎn)了θ角，去掉電場(chǎng)，改換成方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，此粒子若原樣射入磁場(chǎng)，它從場(chǎng)區(qū)的另一側(cè)射出時(shí)，也偏轉(zhuǎn)了θ角，求此磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度B．解析：粒子在電場(chǎng)中運(yùn)行的時(shí)間t＝ l／v；加速度 a＝qE／m；它作類平拋的運(yùn)動(dòng)．有 tgθ=at/v=qEl/mv2………①粒子在磁場(chǎng)中作勻速圓周運(yùn)動(dòng)由牛頓第二定律得：qvB=mv2/r，所以r=mv/qB又：sinθ=l/r=lqB/mv………②由①②兩式得：B=Ecosθ/v【例3】初速為零的離子經(jīng)過電勢(shì)差為U的電場(chǎng)加速后，從離子槍T中水平射出，經(jīng)過一段路程后進(jìn)入水平放置的兩平行金屬板MN和PQ之間．離子所經(jīng)空間存在一磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，如圖所示．（不考慮重力作用），離子荷質(zhì)比q/m（q、m分別是離子的電量與質(zhì)量）在什么范圍內(nèi)，離子才能打在金屬板上？解析：離子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，作出兩條邊界軌跡和TQ，分別作出離子在 T、P、Q三點(diǎn)所受的洛倫茲力，分別延長(zhǎng)之后相交于OO2點(diǎn)，如圖所示，O1和O2分別是TP和TQ的圓心，設(shè) R1和 R2分別為相應(yīng)的半徑．離子經(jīng)電壓U加速，由動(dòng)能定理得．qU＝189。只要穿過了d，粒子就會(huì)在電場(chǎng)力作用下先減速，再反向加速，經(jīng)d重新進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)。 設(shè)粒子射入磁場(chǎng)區(qū)的速度為V，根據(jù)能量守恒，有189。在圓筒之外的足夠大區(qū)域中有平行于軸線方向的均勻磁場(chǎng)，磁感強(qiáng)度的大小為B。O解析:(1)粒子射入圓筒后受洛侖茲力的作用而發(fā)生偏轉(zhuǎn),設(shè)第一次與B點(diǎn)碰撞,撞后速度方向又指向O點(diǎn),設(shè)粒子碰撞n1次后再?gòu)腁點(diǎn)射出,則其運(yùn)動(dòng)軌跡是n段相等的弧長(zhǎng).Bφ⌒O/╯θ設(shè)第一段圓弧的圓心為O/,半徑為r,則θ=2π/2n=π/n.,由幾何關(guān)系得,又由r=mv/Bq,聯(lián)立得:(2)粒子運(yùn)動(dòng)的周期為:T=2πm/qB,將B代入得弧AB所對(duì)的圓心角粒子由A到B所用的時(shí)間 (n=……)故粒子運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為 (n=……)【例9】S為電子源，它只能在如圖（l）所示紙面上的3600范圍內(nèi)發(fā)射速率相同，質(zhì)量為m，電量為e的電子，MN是一塊豎直擋板，與S的水平距離OS=L，擋板左側(cè)充滿垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感強(qiáng)度為B．（l）要使S發(fā)射的電子能到達(dá)擋板，則發(fā)射電子的速度至少多大？（2）若S發(fā)射電子的速度為eBL／m時(shí)，擋板被電子擊中范圍多大？（要求指明S在哪個(gè)范圍內(nèi)發(fā)射的電子可以擊中擋板，并在圖中畫出能擊中擋板距O上下最遠(yuǎn)的電子的運(yùn)動(dòng)軌道）【解析】（l）電子在磁場(chǎng)中所受洛侖較為提供向心力qBV= mV2/r 當(dāng)r= L/2時(shí)，速度v最小， 由①、②可得，V=eBL／2m （2）若S發(fā)射電子速率V/=eBL／m，由eV/B=mV/2/r/ 可得：r/=L 由左手定則知，電子沿SO發(fā)射時(shí)，剛好到達(dá)板上的b點(diǎn)，且OB= r/= L，由SO逆時(shí)針轉(zhuǎn)1800的范圍內(nèi)發(fā)射的電子均能擊中擋板，落點(diǎn)由b→O→a→b/→a，其中沿SO/發(fā)射的電并擊中擋板上的a點(diǎn)，且aO==L．由上分析可知，擋板能被電子擊中的范圍由a→b，其高度h=L＋L=（十l）L，擊中a、b兩點(diǎn)的電子軌跡，如圖（2）所示．【例10】M、N、P為很長(zhǎng)的平行邊界面，M、N與M、P間距分別為L(zhǎng)L2，其間分別有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1和B2的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)，Ⅰ和Ⅱ磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，B1≠B2，有一帶正電粒子的電量為q，質(zhì)量為m，以大小為v的速度垂直邊界M及磁場(chǎng)方向射入MN間的磁場(chǎng)區(qū)域，討論粒子初速度v應(yīng)滿足什么條件才可穿過兩個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域（不計(jì)粒子的重力）。（2）油滴離開板間時(shí)的速度大小。由這個(gè)驅(qū)動(dòng)力而使金屬液體沿流動(dòng)方向兩側(cè)產(chǎn)生壓強(qiáng)差ΔP?！纠?】質(zhì)量為m的通電細(xì)桿ab置于傾角為θ的平行導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌寬度為d，桿ab與導(dǎo)軌間的摩擦因數(shù)為μ．有電流時(shí)ab恰好在導(dǎo)軌上靜止，如圖所示，如圖10—19所示是沿ba方向觀察時(shí)的四個(gè)平面圖，標(biāo)出了四種不同的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向，其中桿與導(dǎo)軌間摩擦力可能為零的是（ ） 解析：桿的受力情況為：答案：AB安培力作用下物體的運(yùn)動(dòng)方向的判斷（1）電流元法：即把整段電流等效為多段直線電流元，先用左手定則判斷出每小段電流元所受安培力的方向，從而判斷整段電流所受合力方向，最后確定運(yùn)動(dòng)方向．（2）特殊位置法：把電