【正文】 的速度不是很大. 例 在相互垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)中，有一傾角為θ的足夠長(zhǎng)的光滑絕緣斜面，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向水平向外，電場(chǎng)強(qiáng)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(shí)對(duì)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(shí)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(shí)，對(duì)小球受力分析，受豎直向下的重力、電場(chǎng)力和垂直于斜面向上的洛倫茲力，此時(shí)在垂直于斜面方向上合外力為零．則有：（qE+mg）cosθ=qvB由動(dòng)能定理得：，解得：（2）對(duì)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(yùn)動(dòng)．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(qiáng)電場(chǎng)E和勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中，液滴在此空間剛好能在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示，求：（1）液滴在空間受到幾個(gè)力作用.（2）液滴帶電荷量及電性.（3）液滴做勻速圓周運(yùn)動(dòng)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(chǎng)中，還應(yīng)受到電場(chǎng)力及洛倫茲力共3個(gè)力.（2）因液滴做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，故必須滿足重力與電場(chǎng)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(gè)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(diǎn)評(píng)：本題難度較小，對(duì)于力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，首先應(yīng)該先判斷粒子的運(yùn)動(dòng)情況，由于粒子做的是勻速圓周運(yùn)動(dòng)，肯定是重力平衡電場(chǎng)力，由洛倫茲力提供向心力，列公式求解典型例題：例 一個(gè)長(zhǎng)螺線管中通有交變電流，把一個(gè)帶電粒子沿管軸線射入管內(nèi)，粒子將在管中（ ）A、做圓周運(yùn)動(dòng) B、沿軸線來回運(yùn)動(dòng) C、做勻加速直線運(yùn)動(dòng) D、做勻速圓周運(yùn)動(dòng)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(chǎng)方向和磁場(chǎng)方向射入時(shí)，質(zhì)子將（ ）（2）、若電子以速度從兩板的正中央垂直于電場(chǎng)方向和磁場(chǎng)方向射入時(shí)，電子將（ ）（3）、若質(zhì)子以大于的速度沿垂直于勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向從兩板正中央射入，質(zhì)子將（ ）（4）、若增大勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，其他條件不變，電子以速度沿垂直于電場(chǎng)和磁場(chǎng)的方向，從兩板正中央射入時(shí)，電子將（ ）例 如圖所示，一塊通電的銅板放在磁場(chǎng)中，板面垂直磁場(chǎng)，板內(nèi)通有如圖方向的電流，a、b是銅板左、右邊緣的兩點(diǎn)，則（ ）A、電勢(shì) B、電勢(shì) C、電流增大時(shí)，增大 D、其他條件不變，將銅板改為Nacl水溶液時(shí)，電勢(shì)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(chǎng) 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(shí)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(shí).一、幾個(gè)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(qiáng)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(chǎng)的概念及其性質(zhì)兩個(gè)異種電荷靠近時(shí)，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(chǎng)，電場(chǎng)對(duì)處于其中的電荷有電場(chǎng)力的作用；B處于A產(chǎn)生的電場(chǎng)中，該電場(chǎng)給B一個(gè)向左的作用力，同時(shí)A處于B產(chǎn)生的電場(chǎng)中，.兩個(gè)條形磁鐵的異名磁極靠近時(shí)，它們之間也有相互作用的吸引力產(chǎn)生，這兩個(gè)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(chǎng)，B處于A產(chǎn)生的磁場(chǎng)中，該磁場(chǎng)給B一個(gè)向左的作用力；同時(shí)B也會(huì)在其周圍空間產(chǎn)生磁場(chǎng)，A處于B產(chǎn)生的磁場(chǎng)中，NO 磁體能在其周圍空間產(chǎn)生磁場(chǎng)。.得，得，運(yùn)動(dòng)軌跡畫不出來，確定圓心出錯(cuò). 磁偏轉(zhuǎn)與電偏轉(zhuǎn)的比較：1）、 對(duì)速度的影響：（1）、 方向：磁偏轉(zhuǎn)會(huì)改變速度的方向，偏向角的范圍，電偏轉(zhuǎn)也會(huì)改變速度的方向，偏向角的范圍。（3）、 粒子在回旋加速器中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間：t（A）、 粒子在磁場(chǎng)中間隔做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為，由于粒子在一個(gè)回旋周期內(nèi)被加速兩次，故（B）、 粒子在電場(chǎng)中做間隔的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)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?jì)。當(dāng)電磁流量計(jì)的橫截面為直徑為d的圓時(shí)：追問：為什么制作電磁流量計(jì)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(shí)際磁場(chǎng)將大于施加的磁場(chǎng)，使得流量的測(cè)量值小于真實(shí)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(huì)產(chǎn)生電勢(shì)差U，當(dāng)磁場(chǎng)不太強(qiáng)時(shí)，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(dòng)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(chǎng)，當(dāng)自由電子受到的電場(chǎng)力與洛倫茲力達(dá)到平衡時(shí)，導(dǎo)體板兩側(cè)（上下），又因?yàn)镮=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(cè)量某處的磁感應(yīng)強(qiáng)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(jī)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(dòng)的電荷稱為“載流子”，每個(gè)載流子的電荷量大小為1元電荷，即，赫爾元件在自動(dòng)檢測(cè)、控制領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，如錄像機(jī)中用來測(cè)量錄像磁鼓的轉(zhuǎn)速，電梯中用來檢測(cè)電梯門是否關(guān)閉以自動(dòng)控制升降機(jī)的電源的通斷等.在一次實(shí)驗(yàn)中，一塊赫爾材料制成的薄片寬ab=，長(zhǎng)bc=，厚h=，水平放置在豎直向上的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=，bc方向通有A的電流，如圖所示，由于磁場(chǎng)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(shì)較高？（2）、薄板中形成電流I的載流子定向運(yùn)動(dòng)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(shì)較高；（2）、由得， （五）、 磁流體發(fā)電機(jī)工作原理：磁流體發(fā)電機(jī)由燃燒室O、發(fā)電通道、外電路組成。 （3）三束粒子從O點(diǎn)出發(fā)分別到達(dá)3點(diǎn)所用時(shí)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(shì)差，這時(shí)，離子繼續(xù)偏轉(zhuǎn)，兩極板間電勢(shì)差隨之增大；保持外電路斷開，當(dāng)時(shí)，離子勻速穿過發(fā)電通道，兩極板間電勢(shì)差達(dá)到最大值，即為電源電動(dòng)勢(shì).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(chǎng)強(qiáng)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(chǎng)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(shí)兩極板間的電壓為電源的路端電壓，比電動(dòng)勢(shì)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(shí)，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)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(dòng)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(shí)候，加速的次數(shù)n較少，當(dāng)U小的時(shí)候，加速的次數(shù)n較大。P到O的距離為L(zhǎng)，如圖所示．不計(jì)重力影響，求磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和xOy平面上磁場(chǎng)區(qū)域的半徑R. 分析與解答：此題中知O點(diǎn)速度方向，圓心必定在過O點(diǎn)與x軸垂直的y軸上，P的速度方向即為出磁場(chǎng)時(shí)的速度方向，反向延長(zhǎng)P點(diǎn)速度方向，與x軸交于Q點(diǎn)，作∠OQP的角平分線與y軸交點(diǎn)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(chǎng)區(qū)域的)半徑為R，由幾何關(guān)系得易錯(cuò)分析： 在磁場(chǎng)中受洛倫茲力做圓周運(yùn)動(dòng)，得，由幾何關(guān)系可知圓心角為120176。NO 磁場(chǎng)對(duì)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(jì)重力的）帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)一)、 復(fù)合場(chǎng)： 什么叫復(fù)合場(chǎng)：重力場(chǎng)、電場(chǎng)、磁場(chǎng)三種場(chǎng)中至少存在兩種的情形. 各種場(chǎng)力的特點(diǎn)：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(chǎng)力：帶電粒子在電場(chǎng)中受到的作用力，其大小為，其方向總是與電場(chǎng)方向相同或相反, 與之相關(guān)的功能關(guān)系為.3）、 磁場(chǎng)力：（1）、 安培力：通電導(dǎo)線在與磁場(chǎng)方向不平行時(shí)受到的作用力，其大小為，其方向總是垂直于磁場(chǎng)與通電導(dǎo)線所決定的平面.（2）、 洛倫茲力：運(yùn)動(dòng)電荷的速度方向與磁場(chǎng)方向不平行時(shí)受到的作用力，其大小為，其方向總是垂直于磁場(chǎng)與電荷運(yùn)動(dòng)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(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)對(duì)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(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，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(chǎng)區(qū)域時(shí)，帶正電的粒子受到向下的電場(chǎng)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