【正文】 ，與電流元和安培力無關(guān). 性質(zhì)：矢量1）、 大?。嚎梢杂啥x式確定2）、 方向：該點的磁場方向（小磁針北極受到磁場力的方向；小磁針靜止時北極所指的方向；磁感線的切線方向.）3）、 表示：有向線段表示，線段長度表示大小，箭頭指向表示方向.4）、 磁感應(yīng)強度的合成與分解（如同電場強度的合成與分解）（1）、 方法：平行四邊形定則.（2）、 空間中某一點的實際磁感應(yīng)強度等于各磁場單獨在該點的磁感應(yīng)強度的矢量和. 單位：在國際單位制中，磁感應(yīng)強度的單位是特斯拉，簡稱特，國際符號是T，：通有1A電流的1m長的導(dǎo)線，在與電流垂直的磁場中受到的安培力如果為1N，則該磁場的磁感應(yīng)強度為1T. 通過表331了解一些磁場的磁感應(yīng)強度的大小 磁場的簡單分類：1）、 勻強磁場：磁感應(yīng)強度B的大小和方向處處相同的磁場.2）、 非勻強磁場：，當(dāng)通電導(dǎo)線很短時，仍然可以用來定義某點的磁感應(yīng)強度.三、 安培力的定量計算 物理量介紹：：磁場中通電導(dǎo)線（不一定為直導(dǎo)線）的有效長度，根據(jù)微元法可知其大小為連接磁場中通電導(dǎo)線兩端的線段長度. 大小計算：1）、 在通電導(dǎo)線與磁場方向垂直的前提下（1）、 在勻強磁場中，；（2）、 在非勻強磁場中，僅適用于一段很短的導(dǎo)線，因為導(dǎo)線很短時，它所在區(qū)域各點磁感應(yīng)強度的變化很小，可以近似認(rèn)為磁場是均勻的.2）、 在通電導(dǎo)線與磁場方向不垂直且磁場為勻強磁場的前提下（1）、 分解磁場：，為實際磁感應(yīng)強B在與電流垂直方向上的分量.（2）、 形式上分解導(dǎo)線長度：，為導(dǎo)線的有效長度在與磁場垂直方向上的分量. 安培力大小的范圍當(dāng)為通電導(dǎo)線的有效長度與磁感應(yīng)強度B之間的夾角時：1）、 當(dāng)電流與磁場方向平行時，即，安培力為零；2）、 當(dāng)電流與磁場的方向垂直時，即，安培力最大；3）、 當(dāng)電流與磁場方向斜交時，即，安培力間于零和最大值()之間. 安培力方向的特點：安培力垂直于磁感應(yīng)強度和通電導(dǎo)線所在的平面，但磁感應(yīng)強度不一定與通電導(dǎo)線的方向垂直.四、 教材上的例題：五、 通電導(dǎo)體在安培力作用下的運動. Notice：在畫截面圖的時候，選擇的視角要能看到研究對象的全貌. 電流元受力分析法：即把整段電流等效為多個電流元，先用左手定則判斷出每個電流元所受安培力方向，進(jìn)而判斷整段電流所受安培力的合力方向，最后確定運動方向.例題、蹄形磁鐵正上方有一根通有水平向右電流的直導(dǎo)線（不計重力）.求導(dǎo)線在安培力作用下的運動情況.解答：從上往下看，一邊逆時針旋轉(zhuǎn)，一邊向蹄形磁鐵靠攏 特殊位置分析法：把電流或磁體旋轉(zhuǎn)一個特定角度（通常為）到便于分析的特殊位置后再判斷所受培力方向，進(jìn)而確定運動方向.例題、豎直放置的直導(dǎo)線AB與導(dǎo)電圓環(huán)的平面垂直且隔有一小段距離，直導(dǎo)線固定，圓環(huán)可以自由運動，但通以如圖所示方向的電流時（同時通電），從左向右看，線圈將（C）A、 順時針轉(zhuǎn)動，同時靠近直導(dǎo)線ABB、 順時針轉(zhuǎn)動，同時離開直導(dǎo)線ABC、 逆時針轉(zhuǎn)動，同時靠近直導(dǎo)線ABD、 不動解答：以最外側(cè)和最里側(cè)的電流元為研究對象，分析它們受到的安培力，以最左側(cè)和最右側(cè)的電流元為研究對象，分析它們受到的安培力，4個電流元同時受到安培力，故從左往右看，線圈一邊逆時針旋轉(zhuǎn)，一邊靠近直導(dǎo)線AB. 等效分析法：條形磁鐵、環(huán)形電流、通電螺線管的磁場在一定條件下可以相互等效.Ｎ例題：如圖所示，在條形永磁體右邊有一閉合鋁圓環(huán)，當(dāng)圓環(huán)通過如圖所示的電流時，受到永磁鐵磁場力方向是？解答：鋁圓環(huán)有縮小的趨勢，水平向右運動. 推論分析法：（１）、兩直線電流相互平行時無轉(zhuǎn)動趨勢，方向相同時相互吸引，方向相反時相互排斥；ａbｃd（２）、兩直線電流不平行時有轉(zhuǎn)動到相互平行且方向相同的趨勢.例題、如圖所示，導(dǎo)線ａｂ固定，導(dǎo)線ｃｄ與ａｂ垂直且與ａｂ相隔一段距離，ｃｄ可以自由移動，試分析ｃｄ運動情況.解答：一邊順時針旋轉(zhuǎn)，一邊向ab靠攏. 牛頓第三定律法：例題：如圖所示，一條形磁鐵放在水平桌面上，在磁鐵右上方固定一根與磁鐵垂直的長直導(dǎo)線，當(dāng)導(dǎo)線中通以由外向內(nèi)的電流時（A）A、 磁鐵受到向左的摩擦力，磁鐵對桌面的壓力減小B、 磁鐵受到向右的摩擦力，且對桌面的壓力減小C、 磁鐵受到向左的摩擦力，且對桌面的壓力增大D、 磁鐵不受摩擦力，對桌面的壓力不變分析與解答：畫出長直導(dǎo)線所在位置的磁感線，由左手定則判斷出磁鐵磁場對長直導(dǎo)線的安培力斜向左下，由牛頓第三定律判斷出長直導(dǎo)線對磁鐵的反作用力斜向右上，磁鐵處于平衡狀態(tài)，磁鐵受到桌面施加的水平向左的摩擦力和豎直向上的支持力，根據(jù)牛頓第三定律，磁鐵對桌面的壓力大于重力.六、 磁通量磁感線與磁感應(yīng)強度B之間的定性關(guān)系為：在同一幅磁感線分布圖中，磁感線越密集的地方磁感應(yīng)強度越大，？為此，物理學(xué)中引入磁通量這一概念 物理學(xué)中的平面的特點：1）、 具有一定面積；2）、 形狀多樣：可以是平面，可以是曲面，可以是單匝或多匝線圈，還可以是電路；3）、 具有正反兩側(cè)：規(guī)定一側(cè)為正側(cè)，另一側(cè)就為反側(cè). 磁通量：1）、 定義：磁感應(yīng)強度與磁感線垂直穿過的平面的面積的乘積叫做穿過這個面的磁通量，簡稱磁通，用符號Φ表示.2）、 物理意義：反映了穿過某個面的磁感線條數(shù)的多少，反映了磁感線與磁感應(yīng)強度的定量關(guān)系.3）、 大小計算式：，：磁感應(yīng)強度在垂直平面方向上的分量，：平面面積在垂直磁感應(yīng)強度方向上的分量，：磁感應(yīng)強度與平面之間的夾角，.4）、 單位：韋伯（Wb）同理，如果粒子帶負(fù)電，電場力F向上，洛侖茲力f向下，無論粒子帶電量q為多少，只要速度滿足，必然滿足，這個速度與粒子電荷量q的多少、電性正負(fù)無關(guān)，只由復(fù)合場本身確定，改變勻強電場或勻強磁場的大小，就可以選出不同速度的帶電粒子，這樣的裝置叫做速度選擇器. 速度選擇器工作的特點： 以下四幅圖中，粒子的速度都滿足，但從不同方向進(jìn)入復(fù)合場，哪些圖中的粒子能被速度選擇器選擇出來.1）、 要保證帶電粒子能被速度選擇器選擇出來：速度選擇器中的磁場方向，電場方向，則第三個方向不變.2）、 速度選擇器只能對粒子的速度矢量做出選擇，不能對粒子的正負(fù)、電量多少做出選擇.例子：如圖所示，帶正電的粒子從左側(cè)垂直進(jìn)入速度選擇器，存在，粒子將向上側(cè)還是下側(cè)偏轉(zhuǎn)？要使該粒子被選出，下列措施可行的是（）A．上側(cè)，使磁場減弱；B. 上側(cè)，使磁場增強；C．下側(cè)，使電場減弱；B. 下側(cè)，使電場增強；（二）、 質(zhì)譜儀引入：你們是怎么知道氫元素具有氕、氘、氚三種同位素而碳元素只有碳12和碳14兩種同位素的？電子的質(zhì)量是如何得來的？ 質(zhì)譜儀的結(jié)構(gòu)：1）、粒子源；2）、靜電加速極；3）、速度選擇器；4）、偏轉(zhuǎn)磁場；5）、照相底片；6）、真空環(huán)境. 質(zhì)譜儀的工作原理和作用： 圖為一種常用的質(zhì)譜儀的示意圖，由粒子源(O)、加速電場(U)、速度選擇器(E、B1)和偏轉(zhuǎn)磁場(B2)，真空室等組成. 同位素比荷和質(zhì)量的測定粒子通過加速電場的過程，忽略粒子的初速度，根據(jù)功能關(guān)系有：，調(diào)節(jié)加速電壓，使粒子通過加速電場后的速度等于速度選擇器所能選擇出的速度，若測出粒子在偏轉(zhuǎn)磁場中做勻速圓周運動的直徑d，則有： 所以，同位素的比荷和質(zhì)量分別為：.對應(yīng)的加速電壓U也可以求出：， 同位素的種數(shù)和含量之比的確定如果離子源射出同一同位素的質(zhì)量m不同也就是比荷不同的多種粒子，讓加速電壓從零開始緩慢增大，當(dāng)電壓為時，使得比荷為的粒子通過加速電場后的速度等于速度選擇器所能選擇出的速度，測出粒子在偏轉(zhuǎn)磁場中的軌跡直徑為，由得；當(dāng)電壓為時，使得比荷為的粒子通過加速電場后的速度等于速度選擇器所能選擇出的速度，測出粒子在偏轉(zhuǎn)磁場中的軌跡直徑為，則；當(dāng)電壓為 時，使得比荷為的粒子通過加速電場后的速度等于速度選擇器所能選擇出的速度，測出粒子在偏轉(zhuǎn)磁場中的軌跡直徑為，則，繼續(xù)增大電壓，當(dāng)加速電壓為時，.即不同質(zhì)量m也就是不同比荷的同位素粒子，先后打在照相底片上的位置不同，存在的關(guān)系,所以，照相底片上譜線條數(shù)的多少反映了同位素粒子的種類，照相底片上不同譜線亮度的差異反映了不同同位素粒子的含量之比. 質(zhì)譜儀的作用總結(jié)：1）、 測量已知電量q的粒子的質(zhì)量2）、 測量未知粒子的比荷3）、 分析元素的同位素種類和含量.（三）、 電磁流量計：如圖所示，一截面為圓形（也可以是其它形狀）的導(dǎo)管的直徑為d，用非磁性材料制成，勻強磁場B的方向垂直平面向里，其中有可以導(dǎo)電的液體在管內(nèi)流動，導(dǎo)電液體中的自由電荷（正、負(fù)離子）在洛倫茲力作用下（正離子向上，負(fù)離子向下）發(fā)生偏轉(zhuǎn)，使a、b兩側(cè)出現(xiàn)電勢差并逐漸增大.當(dāng)自由電荷受到的電場力與洛倫茲力平衡時，離子不再偏轉(zhuǎn)，做勻速直線運動，a、：，其中可由電壓表測量出，可由上式測量出液體流過電磁流量計的速度.流量：單位時間內(nèi)通過某一截面S的體積。（C）、 不忽略d時，；忽略d時，（4）、 相鄰圓形軌道的半徑之比：高頻電源ⅡⅠO如圖所示，在回旋加速器的D型盒Ⅰ的O點處有一離子源，該離子源產(chǎn)生的離子經(jīng)兩個D型盒縫隙間的電場加速后，進(jìn)入D型盒Ⅱ，試求在D型盒Ⅱ中相鄰兩個圓形軌道的半徑之比.分析：設(shè)離子的質(zhì)量為m，電荷量為q，兩D型盒間的加速電壓為U，勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B，則從離子源產(chǎn)生的離子經(jīng)電場加速一次進(jìn)入D型盒Ⅱ中的速率和軌道半徑分別為，第二次進(jìn)入D型盒Ⅱ中時，已經(jīng)過電場加速三次，在的速率和軌道半徑分別為：，由此類推，離子第n次進(jìn)入D型盒Ⅱ中時，已經(jīng)過電場加速（2n1）次，在D型盒Ⅱ中的速率和軌道半徑分別為：，第（n+1）次進(jìn)入時，已經(jīng)過電場加速（2n+1）次，在D型盒Ⅱ中的速率和軌道半徑分別為，所以，任意兩個相鄰圓形軌道的半徑之比為：.由得，粒子在勻強磁場中的周期跟粒子的質(zhì)量有關(guān)，當(dāng)粒子的速度接近光速時，質(zhì)量要顯著增大，導(dǎo)致周期也要顯著增大，而高頻電源的周期則等于粒子質(zhì)量較小時對應(yīng)的周期，出現(xiàn)高頻電源的周期與粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的周期相差較大的情形，加速不匹配，質(zhì)量增大的問題，只要電壓足夠高，級數(shù)足夠多，就可以使粒子的速度達(dá)到很大的數(shù)值.7）、 回旋加速器的局限性：粒子能被加速到