【正文】 ，與電流元和安培力無(wú)關(guān). 性質(zhì)：矢量1）、 大?。嚎梢杂啥x式確定2）、 方向：該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向（小磁針北極受到磁場(chǎng)力的方向；小磁針靜止時(shí)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(zhǎng)度表示大小，箭頭指向表示方向.4）、 磁感應(yīng)強(qiáng)度的合成與分解（如同電場(chǎng)強(qiáng)度的合成與分解）（1）、 方法：平行四邊形定則.（2）、 空間中某一點(diǎn)的實(shí)際磁感應(yīng)強(qiáng)度等于各磁場(chǎng)單獨(dú)在該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量和. 單位：在國(guó)際單位制中，磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位是特斯拉，簡(jiǎn)稱特，國(guó)際符號(hào)是T，：通有1A電流的1m長(zhǎng)的導(dǎo)線，在與電流垂直的磁場(chǎng)中受到的安培力如果為1N，則該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為1T. 通過(guò)表331了解一些磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小 磁場(chǎng)的簡(jiǎn)單分類：1）、 勻強(qiáng)磁場(chǎng)：磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和方向處處相同的磁場(chǎng).2）、 非勻強(qiáng)磁場(chǎng)：，當(dāng)通電導(dǎo)線很短時(shí)，仍然可以用來(lái)定義某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度.三、 安培力的定量計(jì)算 物理量介紹：：磁場(chǎng)中通電導(dǎo)線（不一定為直導(dǎo)線）的有效長(zhǎng)度，根據(jù)微元法可知其大小為連接磁場(chǎng)中通電導(dǎo)線兩端的線段長(zhǎng)度. 大小計(jì)算：1）、 在通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直的前提下（1）、 在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，；（2）、 在非勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，僅適用于一段很短的導(dǎo)線，因?yàn)閷?dǎo)線很短時(shí)，它所在區(qū)域各點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化很小，可以近似認(rèn)為磁場(chǎng)是均勻的.2）、 在通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向不垂直且磁場(chǎng)為勻強(qiáng)磁場(chǎng)的前提下（1）、 分解磁場(chǎng)：，為實(shí)際磁感應(yīng)強(qiáng)B在與電流垂直方向上的分量.（2）、 形式上分解導(dǎo)線長(zhǎng)度：，為導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度在與磁場(chǎng)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(zhǎng)度與磁感應(yīng)強(qiáng)度B之間的夾角時(shí)：1）、 當(dāng)電流與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，即，安培力為零；2）、 當(dāng)電流與磁場(chǎng)的方向垂直時(shí)，即，安培力最大；3）、 當(dāng)電流與磁場(chǎng)方向斜交時(shí)，即，安培力間于零和最大值()之間. 安培力方向的特點(diǎn)：安培力垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度和通電導(dǎo)線所在的平面，但磁感應(yīng)強(qiáng)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(yùn)動(dòng). Notice：在畫截面圖的時(shí)候，選擇的視角要能看到研究對(duì)象的全貌. 電流元受力分析法：即把整段電流等效為多個(gè)電流元，先用左手定則判斷出每個(gè)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(yùn)動(dòng)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(jì)重力）.求導(dǎo)線在安培力作用下的運(yùn)動(dòng)情況.解答：從上往下看，一邊逆時(shí)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(gè)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(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)，但通以如圖所示方向的電流時(shí)（同時(shí)通電），從左向右看，線圈將（C）A、 順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)靠近直導(dǎo)線ABB、 順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)離開直導(dǎo)線ABC、 逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)靠近直導(dǎo)線ABD、 不動(dòng)解答：以最外側(cè)和最里側(cè)的電流元為研究對(duì)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(duì)象，分析它們受到的安培力，4個(gè)電流元同時(shí)受到安培力，故從左往右看，線圈一邊逆時(shí)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(chǎng)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(guò)如圖所示的電流時(shí)，受到永磁鐵磁場(chǎng)力方向是？解答：鋁圓環(huán)有縮小的趨勢(shì)，水平向右運(yùn)動(dòng). 推論分析法：（１）、兩直線電流相互平行時(shí)無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢(shì)，方向相同時(shí)相互吸引，方向相反時(shí)相互排斥；ａbｃd（２）、兩直線電流不平行時(shí)有轉(zhuǎn)動(dòng)到相互平行且方向相同的趨勢(shì).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(dòng)，試分析ｃｄ運(yùn)動(dòng)情況.解答：一邊順時(shí)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(zhǎng)直導(dǎo)線，當(dāng)導(dǎo)線中通以由外向內(nèi)的電流時(shí)（A）A、 磁鐵受到向左的摩擦力，磁鐵對(duì)桌面的壓力減小B、 磁鐵受到向右的摩擦力，且對(duì)桌面的壓力減小C、 磁鐵受到向左的摩擦力，且對(duì)桌面的壓力增大D、 磁鐵不受摩擦力，對(duì)桌面的壓力不變分析與解答：畫出長(zhǎng)直導(dǎo)線所在位置的磁感線，由左手定則判斷出磁鐵磁場(chǎng)對(duì)長(zhǎng)直導(dǎo)線的安培力斜向左下，由牛頓第三定律判斷出長(zhǎng)直導(dǎo)線對(duì)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(duì)桌面的壓力大于重力.六、 磁通量磁感線與磁感應(yīng)強(qiáng)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(qiáng)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(diǎn)：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(qiáng)度與磁感線垂直穿過(guò)的平面的面積的乘積叫做穿過(guò)這個(gè)面的磁通量，簡(jiǎn)稱磁通，用符號(hào)Φ表示.2）、 物理意義：反映了穿過(guò)某個(gè)面的磁感線條數(shù)的多少，反映了磁感線與磁感應(yīng)強(qiáng)度的定量關(guān)系.3）、 大小計(jì)算式：，：磁感應(yīng)強(qiáng)度在垂直平面方向上的分量，：平面面積在垂直磁感應(yīng)強(qiáng)度方向上的分量，：磁感應(yīng)強(qiáng)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(chǎng)力F向上，洛侖茲力f向下，無(wú)論粒子帶電量q為多少，只要速度滿足，必然滿足，這個(gè)速度與粒子電荷量q的多少、電性正負(fù)無(wú)關(guān)，只由復(fù)合場(chǎng)本身確定，改變勻強(qiáng)電場(chǎng)或勻強(qiáng)磁場(chǎng)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(diǎn)： 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(chǎng)，哪些圖中的粒子能被速度選擇器選擇出來(lái).1）、 要保證帶電粒子能被速度選擇器選擇出來(lái)：速度選擇器中的磁場(chǎng)方向，電場(chǎng)方向，則第三個(gè)方向不變.2）、 速度選擇器只能對(duì)粒子的速度矢量做出選擇，不能對(duì)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(chǎng)減弱；B. 上側(cè)，使磁場(chǎng)增強(qiáng)；C．下側(cè)，使電場(chǎng)減弱；B. 下側(cè)，使電場(chǎng)增強(qiáng)；（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(lái)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(chǎng)；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(chǎng)(U)、速度選擇器(E、B1)和偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)(B2)，真空室等組成. 同位素比荷和質(zhì)量的測(cè)定粒子通過(guò)加速電場(chǎng)的過(guò)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(guò)加速電場(chǎng)后的速度等于速度選擇器所能選擇出的速度，若測(cè)出粒子在偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的直徑d，則有： 所以，同位素的比荷和質(zhì)量分別為：.對(duì)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(shí)，使得比荷為的粒子通過(guò)加速電場(chǎng)后的速度等于速度選擇器所能選擇出的速度，測(cè)出粒子在偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中的軌跡直徑為，由得；當(dāng)電壓為時(shí)，使得比荷為的粒子通過(guò)加速電場(chǎng)后的速度等于速度選擇器所能選擇出的速度，測(cè)出粒子在偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中的軌跡直徑為，則；當(dāng)電壓為 時(shí)，使得比荷為的粒子通過(guò)加速電場(chǎng)后的速度等于速度選擇器所能選擇出的速度，測(cè)出粒子在偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中的軌跡直徑為，則，繼續(xù)增大電壓，當(dāng)加速電壓為時(shí)，.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(cè)量已知電量q的粒子的質(zhì)量2）、 測(cè)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(jì)：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(qiáng)磁場(chǎng)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(dòng)，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(shì)差并逐漸增大.當(dāng)自由電荷受到的電場(chǎng)力與洛倫茲力平衡時(shí)，離子不再偏轉(zhuǎn)，做勻速直線運(yùn)動(dòng)，a、：，其中可由電壓表測(cè)量出，可由上式測(cè)量出液體流過(guò)電磁流量計(jì)的速度.流量：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)通過(guò)某一截面S的體積。（C）、 不忽略d時(shí)，；忽略d時(shí)，（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(diǎn)處有一離子源，該離子源產(chǎn)生的離子經(jīng)兩個(gè)D型盒縫隙間的電場(chǎng)加速后，進(jìn)入D型盒Ⅱ，試求在D型盒Ⅱ中相鄰兩個(gè)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(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則從離子源產(chǎn)生的離子經(jīng)電場(chǎng)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(shí)，已經(jīng)過(guò)電場(chǎng)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(shí)，已經(jīng)過(guò)電場(chǎng)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(shí)，已經(jīng)過(guò)電場(chǎng)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(gè)相鄰圓形軌道的半徑之比為：.由得，粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)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(shí)，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(shí)對(duì)應(yīng)的周期，出現(xiàn)高頻電源的周期與粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期相差較大的情形，加速不匹配，質(zhì)量增大的問(wèn)題，只要電壓足夠高，級(jí)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