【正文】 流或磁鐵轉(zhuǎn)到一個(gè)便于分析的特殊位置后再判斷安培力方向，從而確定運(yùn)動(dòng)方向．（3）等效法：環(huán)形電流和通電螺線管都可以等效成條形磁鐵，條形磁鐵也可等效成環(huán)形電流或通電螺線管，通電螺線管也可以等效成很多匝的環(huán)形電流來(lái)分析．（4）利用結(jié)論法：①兩電流相互平行時(shí)無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢(shì)，同向電流相互吸引，反向電流相互排斥；②兩電流不平行時(shí)，有轉(zhuǎn)動(dòng)到相互平行且電流方向相同的趨勢(shì)．（5）轉(zhuǎn)換研究對(duì)象法：因?yàn)殡娏髦g，電流與磁體之間相互作用滿足牛頓第三定律，這樣，定性分析磁體在電流磁場(chǎng)作用下如何運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題，可先分析電流在磁體磁場(chǎng)中所受的安培力，然后由牛頓第三定律，再確定磁體所受電流作用力，從而確定磁體所受合力及運(yùn)動(dòng)方向．（6）分析在安培力作用下通電導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)情況的一般步驟①畫(huà)出通電導(dǎo)線所在處的磁感線方向及分布情況②用左手定則確定各段通電導(dǎo)線所受安培力③)據(jù)初速方向結(jié)合牛頓定律確定導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)情況(7)磁場(chǎng)對(duì)通電線圈的作用:若線圈面積為S，線圈中的電流強(qiáng)度為I，所在磁場(chǎng)的孩感應(yīng)強(qiáng)度為B，線圈平面跟磁場(chǎng)的夾角為θ，則線圈所受磁場(chǎng)的力矩為：M=BIScosθ．【例6】如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)E＝2V，r＝,豎直導(dǎo)軌電阻可略，金屬棒的質(zhì)量m＝，R=，它與導(dǎo)體軌道的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝， m,靠在導(dǎo)軌的外面，為使金屬棒不下滑，我們施一與紙面夾角為600且與導(dǎo)線垂直向外的磁場(chǎng)，（g=10 m/s2）求：（1)此磁場(chǎng)是斜向上還是斜向下？（2）B的范圍是多少？解析:導(dǎo)體棒側(cè)面受力圖如圖所示： 由平衡條件得：B最小時(shí)摩擦力沿導(dǎo)軌向上，則有μFN＋BILcos300＝mg, FN=BILsin300 解得B＝ T 當(dāng)B最大時(shí)摩擦力沿導(dǎo)軌向下，則有BILcos300＝mg＋μFNFN=BILsin300 解得B=3. 75 T T 3. 75 T【例7】在傾角為θ的斜面上，放置一段通有電流強(qiáng)度為I,長(zhǎng)度為L(zhǎng)，質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒a，（通電方向垂直紙面向里），如圖所示，棒與斜面間動(dòng)摩擦因數(shù)μ ，應(yīng)加勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)應(yīng)強(qiáng)度B最小值是多少？如果要求導(dǎo)體棒a靜止在斜面上且對(duì)斜面無(wú)壓力，則所加勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度又如何？α⊕a解析:(1)設(shè)當(dāng)安培力與斜面成α角時(shí)B最小，則由平衡條件得：mgsinθ＝μFN＋BILcosα, FN=mgcosθ＋BILsinα．解得∴當(dāng)α＋β=900時(shí), （2）當(dāng)FN=0時(shí)，則BIL＝mg，∴BIL=mg,由左手定則知B方向水平向左．【例8】如圖所示，abcd是一豎直的矩形導(dǎo)線框，線框面積為S，放在磁感強(qiáng)度為B的均勻水平磁場(chǎng)中，ab邊在水平面內(nèi)且與磁場(chǎng)方向成600角，若導(dǎo)線框中的電流為I，則導(dǎo)線框所受的安培力對(duì)某豎直的固定軸的力矩等于（ ） A．IBS B．189。這樣，磁信號(hào)又被轉(zhuǎn)化為聲音信號(hào)而播放出來(lái)。若從上往下看，線圈逆時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)370時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量改變了多少？解析：在原圖示位置，由于磁感線與線圈平面垂直，因此 Φ1＝B1S/2＋B2S/2＝（0．61/2＋0．41/2）Wb=0．5Wb 當(dāng)線圈繞OO/軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)370后，（見(jiàn)圖中虛線位置）：Φ2＝B1Sn/2＋B2Sn/2＝B1Scos370/2＋B2Scos370/2＝0．4Wb 磁通量變化量ΔΦ=Φ2－Φ1＝（0．4－0．5）Wb=－0．1Wb 所以線圈轉(zhuǎn)過(guò)370后。的中心軸線0039。 *熟記常用的幾種磁場(chǎng)的磁感線：【例1】根據(jù)安培假說(shuō)的物理思想：磁場(chǎng)來(lái)源于運(yùn)動(dòng)電荷．如果用這種思想解釋地球磁場(chǎng)的形成，根據(jù)地球上空并無(wú)相對(duì)地球定向移動(dòng)的電荷的事實(shí)．那么由此推斷，地球總體上應(yīng)該是：（?。?。 解析:因在地球的內(nèi)部地磁場(chǎng)從地球北極指向地球的南極，根據(jù)右手螺旋定則可判斷出地球表現(xiàn)環(huán)形電流的方向應(yīng)從東到西，而地球是從西向東自轉(zhuǎn)，所以只有地球表面帶負(fù)電荷才能形成上述電流，故選A.三、磁感應(yīng)強(qiáng)度1．磁場(chǎng)的最基本的性質(zhì)是對(duì)放入其中的電流或磁極有力的作用，電流垂直于磁場(chǎng)時(shí)受磁場(chǎng)力最大，電流與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，磁場(chǎng)力為零。B錄音時(shí)磁頭線圈跟微音器相連，放音時(shí)，磁頭線圈改為跟揚(yáng)聲器相連，磁帶上涂有一層磁粉，磁粉能被磁化且留下剩磁。00＜θ＜900時(shí)，安培力F介于0和最大值之間.:I1I2①公式F＝BIL一般適用于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中I⊥B的情況，對(duì)于非勻強(qiáng)磁場(chǎng)只是近似適用（如對(duì)電流元），但對(duì)某些特殊情況仍適用． 如圖所示，電流I1//I2,如I1在I2處磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則I1對(duì)I2的安培力F＝BI2L，方向向左，同理I2對(duì)I1，安培力向右，即同向電流相吸，異向電流相斥．②根據(jù)力的相互作用原理，如果是磁體對(duì)通電導(dǎo)體有力的作用，則通電導(dǎo)體對(duì)磁體有反作用力．兩根通電導(dǎo)線間的磁場(chǎng)力也遵循牛頓第三定律．二、左手定則：伸開(kāi)左手，使拇指跟其余的四指垂直且與手掌都在同一平面內(nèi)，讓磁感線垂直穿過(guò)手心，并使四指指向電流方向，這時(shí)手掌所在平面跟磁感線和導(dǎo)線所在平面垂直，大拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線所受安培力的方向．，又與通電導(dǎo)線垂直,即F跟BI所在的面垂直．但B與I的方向不一定垂直．、磁感應(yīng)強(qiáng)度B、電流I三者的關(guān)系①已知I,B的方向，可惟一確定F的方向；②已知F、B的方向，且導(dǎo)線的位置確定時(shí)，可惟一確定I的方向；③已知F, I的方向時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向不能惟一確定．,I,F的方向關(guān)系常是在三維的立體空間，所以求解本部分問(wèn)題時(shí)，應(yīng)具有較好的空間想象力，要善于把立體圖畫(huà)變成易于分析的平面圖，即畫(huà)成俯視圖，剖視圖，側(cè)視圖等．【例1】如圖所示，一條形磁鐵放在水平桌面上在其左上方固定一根與磁鐵垂直的長(zhǎng)直導(dǎo)線，當(dāng)導(dǎo)線通以如圖所示方向電流時(shí)（ ）A．磁鐵對(duì)桌面的壓力減小，且受到向左的摩擦力作用B．磁鐵對(duì)桌面的壓力減小，且受到向右的摩擦力作用C．磁鐵對(duì)桌面的壓力增大，且受到向左的摩擦力作用D．磁鐵對(duì)桌面的壓力增大，且受到向右的摩擦力作用解析：導(dǎo)線所在處磁場(chǎng)的方向沿磁感線的切線方向斜向下，對(duì)其沿水平豎直方向分解，如圖10—15所示．對(duì)導(dǎo)線： Bx產(chǎn)生的效果是磁場(chǎng)力方向豎直向上． By產(chǎn)生的效果是磁場(chǎng)力方向水平向左． 根據(jù)牛頓第三定律：導(dǎo)線對(duì)磁鐵的力有豎直向下的作用力，因而磁鐵對(duì)桌面壓力增大；導(dǎo)線對(duì)磁鐵的力有水平向右的作用力．因而磁鐵有向右的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，這樣磁鐵與桌面間便產(chǎn)生了摩擦力，桌面對(duì)磁鐵的摩擦力沿水平方向向左． 答案：Ci【例2】.如圖在條形磁鐵N極處懸掛一個(gè)線圈，當(dāng)線圈中通有逆時(shí)針?lè)较虻碾娏鲿r(shí)，線圈將向哪個(gè)方向偏轉(zhuǎn)？分析：用“同向電流互相吸引，反向電流互相排斥”最簡(jiǎn)單：條形磁鐵可看成通過(guò)電螺線管，螺線管的電流在正面是向下的，與線圈中的電流方向相反，互相排斥，而左邊的線圈匝數(shù)多所以線圈向右偏轉(zhuǎn)。2L，F(xiàn)2= B2IΔm (v02一v2)∵Δm=LvΔtρ.∴P=189。在無(wú)電場(chǎng)時(shí)，α粒子在沿B向A板運(yùn)動(dòng)方向上有d=vcosθt………①，其中θ是α粒子速度與垂直兩板的直線的夾角．在①式中最容易到達(dá)A板的α粒子應(yīng)有θ＝0，v＝vm，即其速度方向由B極指向A板，且速率最大的α粒子，這些α粒子若達(dá)不到A板，其余的α粒子均達(dá)不到A板．由動(dòng)能定理可得qU0＝mvm2／2………②；若撤去電場(chǎng)，在A、B間加上勻強(qiáng)磁場(chǎng)，這些α粒子將做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其半徑為R，R=mv/qB……③，由③式可知，在B一定的條件下，v越大，R越大，越容易打到A板；反之，當(dāng)v值取最大值vm后，若所有具有vm的α粒子不能達(dá)到A板，則所有的α粒子均不能達(dá)到A板．在所有方向上的α粒子中，它們的軌跡剛好與A板相切的情況如圖所示．在圖中與A板相切的軌跡中最小半徑為R3，若R3是具有速率為vm的α粒子的半徑，則其它具有vm的α粒子均不能到達(dá) A板．若令R3為最小值Rmin時(shí)，即圖中Rmin= d／2是所有α粒子中軌跡與A板相切的最小半徑，將其代入③式后得d／2=mvm/qBmin……④，由②④兩式可得Bmin=2／d=0．84T，所以，A、B兩板之間應(yīng)加上垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，且磁感強(qiáng)度 B ≥0．84 T時(shí)，所有的α粒子均不能到達(dá)A板．規(guī)律方法 帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的圓心、半徑及時(shí)間的確定（1)用幾何知識(shí)確定圓心并求半徑． 因?yàn)镕方向指向圓心，根據(jù)F一定垂直v，畫(huà)出粒子運(yùn)動(dòng)軌跡中任意兩點(diǎn)（大多是射入點(diǎn)和出射點(diǎn)）的F或半徑方向，其延長(zhǎng)線的交點(diǎn)即為圓心，再用幾何知識(shí)求其半徑與弦長(zhǎng)的關(guān)系． (2)確定軌跡所對(duì)應(yīng)的圓心角，求運(yùn)動(dòng)時(shí)間． 先利用圓心角與弦切角的關(guān)系，或者是四邊形內(nèi)角和等于3600（或2π）計(jì)算出圓心角θ的大小，再由公式t=θT/3600（或θT/2π）可求出運(yùn)動(dòng)時(shí)間．(3)注意圓周運(yùn)動(dòng)中有關(guān)對(duì)稱的規(guī)律． 如從同一邊界射入的粒子，從同一邊界射出時(shí)，速度與邊界的夾角相等；在圓形磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)，沿徑向射入的粒子，必沿徑向射出．【例5】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(qiáng)度為B，寬度為d的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，穿過(guò)磁場(chǎng)時(shí)速度方向與電子原來(lái)入射方向的夾角是300，則電子的質(zhì)量是 ，穿過(guò)磁場(chǎng)的時(shí)間是 。高考熱身電學(xué)大課堂Ｐ207第4課 專題:帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)基礎(chǔ)知識(shí) 一、復(fù)合場(chǎng)的分類：復(fù)合場(chǎng)：即電場(chǎng)與磁場(chǎng)有明顯的界線，帶電粒子分別在兩個(gè)區(qū)域內(nèi)做兩種不同的運(yùn)動(dòng)，即分段運(yùn)動(dòng)，該類問(wèn)題運(yùn)動(dòng)過(guò)程較為復(fù)雜，但對(duì)于每一段運(yùn)動(dòng)又較為清晰易辨，往往這類問(wèn)題的關(guān)鍵在于分段運(yùn)動(dòng)的連接點(diǎn)時(shí)的速度，具有承上啟下的作用．疊加場(chǎng)：即在同一區(qū)域內(nèi)同時(shí)有電場(chǎng)和磁場(chǎng)，些類問(wèn)題看似簡(jiǎn)單，受力不復(fù)雜，但仔細(xì)分析其運(yùn)動(dòng)往往比較難以把握。如果該粒子經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)動(dòng)之后恰好又回到出發(fā)點(diǎn)S，則兩電極之間的電壓U應(yīng)是多少？（不計(jì)重力，整個(gè)裝置在真空