【正文】 的速度不是很大. 例 在相互垂直的勻強磁場和勻強電場中，有一傾角為θ的足夠長的光滑絕緣斜面，磁感應(yīng)強度為B，方向水平向外，電場強度為E，方向豎直向上，有一質(zhì)量為帶電荷量為的小滑塊靜止在斜面頂端時對斜面的正壓力恰好為零，求小滑塊能在斜面上連續(xù)滑行的最遠(yuǎn)距離L和所用時間；分析與解答：（1）由靜止可知：qE=mg當(dāng)小球恰好離開斜面時，對小球受力分析，受豎直向下的重力、電場力和垂直于斜面向上的洛倫茲力，此時在垂直于斜面方向上合外力為零．則有：（qE+mg）cosθ=qvB由動能定理得：，解得：（2）對小球受力分析，在沿斜面方向上合力為（qE+mg）sinθ，且恒定，故沿斜面方向上做勻加速直線運動．由牛頓第二定律得：得：a=2gsinθ，由得：例 已知質(zhì)量為m的帶電液滴，以速度v射入互相垂直的勻強電場E和勻強磁場B中，液滴在此空間剛好能在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運動，如圖所示，求：（1）液滴在空間受到幾個力作用.（2）液滴帶電荷量及電性.（3）液滴做勻速圓周運動的半徑多大？分析與解答：（1）由于是帶電液滴，它必須受重力，又處于電磁場中，還應(yīng)受到電場力及洛倫茲力共3個力.（2）因液滴做勻速圓周運動，故必須滿足重力與電場力平衡，故液滴應(yīng)帶負(fù)電，電量由mg=Eq，求得q=mg/E.（3）盡管液滴受三個力，但合力為洛倫茲力，所以仍可用半徑公式，把電量代入可得：點評：本題難度較小，對于力與運動的關(guān)系，首先應(yīng)該先判斷粒子的運動情況，由于粒子做的是勻速圓周運動，肯定是重力平衡電場力，由洛倫茲力提供向心力，列公式求解典型例題：例 一個長螺線管中通有交變電流，把一個帶電粒子沿管軸線射入管內(nèi)，粒子將在管中（ ）A、做圓周運動 B、沿軸線來回運動 C、做勻加速直線運動 D、做勻速圓周運動例 在兩平行金屬板間，：A、不偏轉(zhuǎn) B、向上偏轉(zhuǎn) C、向下偏轉(zhuǎn) D、向紙內(nèi)或紙外偏轉(zhuǎn)（1）、若質(zhì)子以速度從兩板的正中央垂直于電場方向和磁場方向射入時，質(zhì)子將（ ）（2）、若電子以速度從兩板的正中央垂直于電場方向和磁場方向射入時，電子將（ ）（3）、若質(zhì)子以大于的速度沿垂直于勻強電場和勻強磁場的方向從兩板正中央射入，質(zhì)子將（ ）（4）、若增大勻強磁場的磁感應(yīng)強度，其他條件不變，電子以速度沿垂直于電場和磁場的方向，從兩板正中央射入時，電子將（ ）例 如圖所示，一塊通電的銅板放在磁場中，板面垂直磁場，板內(nèi)通有如圖方向的電流，a、b是銅板左、右邊緣的兩點，則（ ）A、電勢 B、電勢 C、電流增大時，增大 D、其他條件不變，將銅板改為Nacl水溶液時，電勢結(jié)果仍然一樣。（2）、 大小：磁偏轉(zhuǎn)不改變速度的大?。浑娖D(zhuǎn)要改變速度的大小。第一節(jié) 磁場 磁感線生活中我們常常遇到電現(xiàn)象，與電現(xiàn)象密不可分是磁現(xiàn)象，其實用到電的地方，進(jìn)一步學(xué)習(xí)有關(guān)磁現(xiàn)象以及電磁聯(lián)系方面的知識.一、幾個基本概念： 磁性：物體具有的吸引鐵、鈷、鎳等物質(zhì)的性質(zhì). 磁體：具有磁性的物體叫做磁體，生活中常見的磁體為條形磁鐵、小磁針、蹄形磁鐵. 磁極：磁體上磁性較強的部分叫磁極. 磁極間的相互作用：同名磁極相斥，異名磁極相吸.二、磁場的概念及其性質(zhì)兩個異種電荷靠近時，它們之間有相互作用的吸引力產(chǎn)生.相互間的吸引力是這樣產(chǎn)生的：帶電體在其周圍空間產(chǎn)生電場，電場對處于其中的電荷有電場力的作用；B處于A產(chǎn)生的電場中，該電場給B一個向左的作用力，同時A處于B產(chǎn)生的電場中，.兩個條形磁鐵的異名磁極靠近時，它們之間也有相互作用的吸引力產(chǎn)生，這兩個磁極并沒有直接接觸，它們之間的相互作用力是怎樣產(chǎn)生的呢？將磁體與帶電體進(jìn)行類比：磁體之間的相互作用力是這樣產(chǎn)生的：A在周圍空間產(chǎn)生磁場，B處于A產(chǎn)生的磁場中，該磁場給B一個向左的作用力；同時B也會在其周圍空間產(chǎn)生磁場，A處于B產(chǎn)生的磁場中，NO 磁體能在其周圍空間產(chǎn)生磁場。.得，得，運動軌跡畫不出來，確定圓心出錯. 磁偏轉(zhuǎn)與電偏轉(zhuǎn)的比較：1）、 對速度的影響：（1）、 方向：磁偏轉(zhuǎn)會改變速度的方向，偏向角的范圍，電偏轉(zhuǎn)也會改變速度的方向，偏向角的范圍。（3）、 粒子在回旋加速器中運動的總時間：t（A）、 粒子在磁場中間隔做勻速圓周運動的時間為，由于粒子在一個回旋周期內(nèi)被加速兩次，故（B）、 粒子在電場中做間隔的勻加速直線運動的時間為，由于粒子在上下D型盒中的速率不變，則，加速度為，,由于d很小，很小，通?？梢院雎圆挥嫛．?dāng)電磁流量計的橫截面為直徑為d的圓時：追問：為什么制作電磁流量計的材料一定要是非磁性材料呢？解答：如果材料為磁性材料，空間內(nèi)的實際磁場將大于施加的磁場，使得流量的測量值小于真實值.（四）、 霍爾效應(yīng): 霍爾現(xiàn)象：如圖所示，厚度為h、寬度為d的單載流子（正電荷或者負(fù)電荷，金屬導(dǎo)體中的載流子為自由電子），在導(dǎo)體板的上側(cè)面A和下側(cè)面A′之間會產(chǎn)生電勢差U，當(dāng)磁場不太強時，U、I和B的關(guān)系為：，式中的比例系數(shù)K稱為霍爾系數(shù). 霍爾效應(yīng)原理1）、 ，單位體積內(nèi)的自由電子數(shù)為n，則電流I=neSv=nehdv.2）、 （向左）定向移動的電子受洛倫茲力作用向?qū)w板的一側(cè)（上面）偏轉(zhuǎn)，在另一側(cè)因缺少電子感應(yīng)出正電荷，形成橫向電場，當(dāng)自由電子受到的電場力與洛倫茲力達(dá)到平衡時，導(dǎo)體板兩側(cè)（上下），又因為I=nedhv，消掉v可得: ，其中是只與材料有關(guān)的常數(shù)，令為，則. 霍爾效應(yīng)的應(yīng)用1）、 一方面用于測量某處的磁感應(yīng)強度B；2）、 另一方面,霍爾效應(yīng)傳感器被廣泛應(yīng)用于各種機電、電子設(shè)備中.例 一種半導(dǎo)體材料稱為“赫爾材料”，用它制成的元件稱為“赫爾元件”，這種材料由可定向移動的電荷稱為“載流子”，每個載流子的電荷量大小為1元電荷，即，赫爾元件在自動檢測、控制領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，如錄像機中用來測量錄像磁鼓的轉(zhuǎn)速，電梯中用來檢測電梯門是否關(guān)閉以自動控制升降機的電源的通斷等.在一次實驗中，一塊赫爾材料制成的薄片寬ab=，長bc=，厚h=，水平放置在豎直向上的磁感應(yīng)強度B=，bc方向通有A的電流，如圖所示，由于磁場的作用，穩(wěn)定后，在沿寬度方向上產(chǎn)生的橫向電壓.（1）、假定載流子是電子，a、b兩端中哪端電勢較高？（2）、薄板中形成電流I的載流子定向運動的速率多大？分析與解答：（1）、電子往a側(cè)偏轉(zhuǎn)，故b端電勢較高；（2）、由得， （五）、 磁流體發(fā)電機工作原理：磁流體發(fā)電機由燃燒室O、發(fā)電通道、外電路組成。 （3）三束粒子從O點出發(fā)分別到達(dá)3點所用時間的大小關(guān)系為？1Wb=1Tm2=1V在2500K以上的高溫下，燃料與氧化劑在燃燒室混合、燃燒后，電離為導(dǎo)電的正負(fù)離子（即等離子體），正、負(fù)離子分別向上、下極板偏轉(zhuǎn)，兩極板因積聚正、負(fù)電荷而產(chǎn)生電勢差，這時，離子繼續(xù)偏轉(zhuǎn)，兩極板間電勢差隨之增大；保持外電路斷開，當(dāng)時，離子勻速穿過發(fā)電通道，兩極板間電勢差達(dá)到最大值，即為電源電動勢.外電路接通后，積聚在上極板的正電荷通過外電路與下極板上的負(fù)電荷中和，兩極板上的電荷量都減少，極板間的場強減弱，從燃燒室進(jìn)入發(fā)電通道的正、負(fù)離子受到的洛倫茲力大于電場力，正、負(fù)離子全部偏轉(zhuǎn)到上、下極板上，不再勻速通過發(fā)電通道，為外電路提供持續(xù)穩(wěn)定的電流，此時兩極板間的電壓為電源的路端電壓，比電動勢更小。）6）、 回旋加速器的相關(guān)參數(shù)（1）、 粒子能達(dá)到的最大能量：當(dāng)粒子離開回旋加速器時，做勻速圓周運動的半徑等于D型盒的半徑R，由得粒子能達(dá)到的最大速率，粒子能獲得的最大能量，與帶電粒子本身和D型盒半徑R有關(guān)與加速電壓U無關(guān).（2）、 粒子被加速的次數(shù): 根據(jù)功能關(guān)系，粒子被加速一次，動能增加qU，由能量守恒得到，在粒子能達(dá)到的最大能量不變的情況下，：當(dāng)U大的時候，加速的次數(shù)n較少，當(dāng)U小的時候，加速的次數(shù)n較大。P到O的距離為L，如圖所示．不計重力影響，求磁場的磁感應(yīng)強度B的大小和xOy平面上磁場區(qū)域的半徑R. 分析與解答：此題中知O點速度方向，圓心必定在過O點與x軸垂直的y軸上，P的速度方向即為出磁場時的速度方向，反向延長P點速度方向，與x軸交于Q點，作∠OQP的角平分線與y軸交點C就是圓心位置，得軌跡如圖，由得，由幾何關(guān)系得L＝，圖中OA即(圓形磁場區(qū)域的)半徑為R，由幾何關(guān)系得易錯分析： 在磁場中受洛倫茲力做圓周運動，得，由幾何關(guān)系可知圓心角為120176。NO 磁場對磁體有力的作用。2）、 軌跡的形狀：磁偏轉(zhuǎn)的軌跡為圓弧，電偏轉(zhuǎn)的軌跡為拋物線.二、 （不計重力的）帶電粒子在復(fù)合場中的運動一)、 復(fù)合場： 什么叫復(fù)合場：重力場、電場、磁場三種場中至少存在兩種的情形. 各種場力的特點：1）、 重力：任何物體在地球表面附近都要受到重力，其大小為，其方向總是豎直向下，與之相關(guān)的功能關(guān)系為.2）、 電場力：帶電粒子在電場中受到的作用力，其大小為，其方向總是與電場方向相同或相反, 與之相關(guān)的功能關(guān)系為.3）、 磁場力：（1）、 安培力：通電導(dǎo)線在與磁場方向不平行時受到的作用力，其大小為，其方向總是垂直于磁場與通電導(dǎo)線所決定的平面.（2）、 洛倫茲力：運動電荷的速度方向與磁場方向不平行時受到的作用力，其大小為，其方向總是垂直于磁場與電荷運動方向所決定的平面, 洛倫茲力本身永遠(yuǎn)不做功六、 幾中典型情形（一）、 速度選擇器 （不講）速度選擇器的定義：利用相互正交的勻強磁場和勻強電場對速度滿足一定條件的帶電粒子進(jìn)行篩選的儀器. 速度選擇器的結(jié)構(gòu)： 在兩平行的金屬板間有如圖所示的互相正交的勻強電場和勻強磁場，在兩金屬板的左右兩側(cè)安裝兩塊中間開有小孔的檔板. 速度選擇器的工作原理：讓帶電粒子從左側(cè)擋板小孔射入，經(jīng)過復(fù)合場區(qū)域時，帶正電的粒子受到向下的電場力F和向上的洛侖茲力f，要讓粒子的軌跡不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，能水平地從第二塊擋板小孔射出，必須滿足，即無論粒子帶電量q為多少，只要速度滿足，粒子就能被速度選擇器選