【文章內(nèi)容簡介】 ，穿過平面的磁通量為零.（2）、 磁場與平面垂直時，穿過平面的磁通量最大（）.（3）、 磁場與平面斜交時，穿過平面的磁通量間于零與最大值（）之間.8）、 在形式上，磁通量的方向和磁感線的方向相同.9）、 計算磁通量時的注意事項：（1）、 只有勻強磁場穿過某個平面的磁通量才能用計算式直接計算.（2）、 是剛好圍住勻強磁場的那部分面積； 如圖所示，若閉合回路abcd和ABCD所在平面均與勻強磁場B垂直，面積分別為和，且，但磁場區(qū)域恰好只有ABCD那么大，穿過和的磁感線的條數(shù)相同，所以穿過和的磁通量是相同的，因此，在中的指剛好包含磁場的那部分投影面積.（3）、 穿過某個線圈的磁通量與線圈匝數(shù)n無關(guān).（4）、 對磁通量進行加減運算的時候，要把其正負(fù)號一并代入運算.例 兩圓環(huán)A、B同心放置且半徑，將一條形磁鐵置于兩環(huán)圓心處，且與圓環(huán)平面垂直，如圖所示，則穿過A、B兩圓環(huán)的磁通量的大小關(guān)系為：分析：弄清條形磁鐵的磁感線分布情況，磁感線閉合，外部所有的磁感線都會集中到條形磁鐵內(nèi)部，畫出截面圖，根據(jù)磁通量的物理意義和磁通量正負(fù)和方向的規(guī)定可以得出正確結(jié)果.解答：如圖，圓環(huán)A和B向外的磁通量相同，但圓環(huán)B向里的磁通量更少，對向外的磁通量的低效作用更弱，故B的磁通量更大.例 一線圈S水平放置，一根磁感線從線圈左側(cè)向下穿入，從線圈右側(cè)對稱位置向上穿出，則穿過線圈的磁通量為多少.參考答案：0 磁通量的變化量1）、 定義式：，“”為運算符號例 勻強磁場豎直向下穿過水平放置的閉合線圈，通過線圈的磁通量為Φ，若讓磁場的方向相反，則該過程中穿過線圈的磁通量的改變量為多少？解答：規(guī)定磁場向下穿過線圈的磁通量為正，則磁場向上穿過線圈的磁通量為負(fù)；磁通量的改變量為，所以穿過線圈的磁通量改變了2Φ.例 如圖所示，有一個垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度B=，磁場有明顯的圓形邊界，圓心為O半徑為1cm，現(xiàn)于紙面內(nèi)先后放入圓形線圈，圓心均在O處，10匝；B線圈半徑為2cm，1匝；，10匝，問：（1）、A和B中磁通量各改變了多少？（2）、當(dāng)磁場方向轉(zhuǎn)過300角的過程中，C中的磁通量改變多少？分析：磁通量的大小與線圈匝數(shù)無關(guān)，線圈A、B框住的磁場面積相同，所以A、B在磁場變化前、可將磁場向垂直于面積和平行于面積的方向進行分解.例 如圖所示，開始時矩形線圈與磁場垂直，且一半在勻強磁場中，另一半在勻強磁場外，若要穿過線圈的磁通量發(fā)生持續(xù)變化，下列方法可行的是（ ）A、 將線圈向左平移一小段距離B、 將線圈向上平移C、 以ab為軸轉(zhuǎn)動（小于）D、 以ad為軸轉(zhuǎn)動（小于）例 如圖所示的線框，面積為S，處在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，B的方向與線框面成角，當(dāng)線框面沿順時針轉(zhuǎn)過時，磁通量的變化量為多少？2）、 磁通量變化的方式：A. 只有磁場發(fā)生變化：B. 只有面積發(fā)生變化：C. 其它原因造成磁通量的變化：第四節(jié) 磁場對運動電荷的作用——洛侖茲力一、 洛侖茲力觀察與思考：見教材94頁（沒有實驗儀器時的等效處理：如圖所示，讓帶正電的微觀粒子以初速度豎直向下垂直進入水平向里的勻強磁場，發(fā)現(xiàn)粒子的軌跡向右偏轉(zhuǎn)，說明粒子不止受重力作用，粒子所在空間除了重力場外只有磁場，所以磁場一定對運動粒子有大致向右的磁場力，物理學(xué)中把磁場對帶電粒子的磁場力叫做洛侖茲力.） 定義：磁場對運動電荷的磁場力 洛侖茲力的大小及范圍：1）、 帶電粒子的速度方向與磁場方向平行時，不受洛侖茲力.理論探究：教材95頁結(jié)論：2）、 帶電粒子的速度方向與磁場方向垂直時，所受洛侖茲力最大，其中為粒子瞬時速度的大小. 若帶電粒子的速度方向與磁場斜交，令速度方向與磁場方向的夾角為，則可以將帶電粒子的速度往平行和垂直于磁場的方向進行分解，此時，由于，故：3）、 帶電粒子的速度方向與磁場斜交時，所受洛侖茲力的大小間于零和最大值之間.4）、 一般情況下，同一粒子受到的重力遠(yuǎn)小于洛侖茲力，所以對在磁場中運動的帶電粒子進行受力分析時往往忽略重力. 在推導(dǎo)洛倫茲力公式的過程中，通電導(dǎo)線中大量運動電荷受到的洛倫茲力就是整根導(dǎo)線受到的安培力，由此，我們可以得出洛倫茲力與安培力之間的關(guān)系.二、 洛倫茲力與安培力的關(guān)系：通電導(dǎo)線中大量運動電荷受到的洛倫茲力的合力就是安培力. 洛侖茲力的方向：1）、 左手定則：伸開左手，使大拇指跟其余并攏的四指垂直，并且都跟手掌在一個平面內(nèi)，把手放入磁場中，讓（原磁場的）磁感線穿入手心，并使伸直的四指指向正電荷的速度方向（負(fù)電荷速度的反方向），大拇指所指的方向就是洛倫茲力的方向.2）、 左手定則的適用條件：的情形；3）、 洛侖茲力方向的特點：洛侖茲力的方向既跟磁場方向垂直，又跟電荷的速度方向垂直；也就是說，.4）、 左手定則的推論：磁場方向和速度方向以及洛倫茲力方向三個方向中，保持一個方向不變，改變第二個方向，則第三個方向必然相反；改變?nèi)齻€方向中的任意兩個，第三個方向不變. 洛倫茲力對能量和運動的影響1）、 洛侖茲力不做功2）、 洛侖茲力雖然不做功，但它可以影響帶電粒子的軌跡、運動時間、速度方向.例 如圖，B為垂直于紙面向里的勻強磁場，、光滑、絕緣的桌面上的A點以初速度V0向右拋出，并落在水平地面上，歷時t1，水平位移為S1；然后撤去磁場，讓小球從A點以相同的初速度V0向右拋出（高度h較?。?，歷時t2，：（ABD）A、S1＞S2 B、t1＞t2 C、兩次落地速度相同 D、兩次落地動能相同分析與解答：令洛侖茲力與豎直方向的夾角為，由題意得不斷增大，由于洛侖茲力不做功，只有重力做正功，速度不斷增大，洛侖茲力的存在使得小球有一個水平向右的加速度不斷增大的加速分運動，豎直方向的分運動比自由落體運動的加速度小，所以小球在磁場中的運動比自由落體運動的時間更長，水平分位移更大，落地速度的方向不同，由于洛侖茲力不做功，故落地時的動能相同例 帶正電荷q的小球從水平面上以豎直向上的初速度拋出，在圖甲中上升的最大高度為，在圖乙中上升的最大高度為，在圖丙中上升的最大高度為，則關(guān)于、的關(guān)系可能正確的是（ D ）A、 B、 C、 D、分析與解答：丙圖中的小球在豎直方向上只受重力做豎直上拋運動，在水平方向上在電場力作用下做勻加速直線運動，其豎直分運動同圖甲中的小球的運動相同，重力和洛倫茲力提供向心力，其速度一定不為零，剩余的動能不能繼續(xù)轉(zhuǎn)化為重力勢能，上升的最大高度小于圖甲中小球能達到的最大高度.三、 洛侖茲力與電場力的比較 是否受力不同：靜電場對運動電荷、靜止電荷都有電場力的作用，磁場對速度方向不平行于磁場的運動電荷才有洛侖茲力作用，對速度方向平行于磁場的運動電荷和靜止電荷都沒有洛侖茲力作用 力是否恒定：勻強電場中的電荷受到電場力是恒定的；但在勻強磁場中，隨著帶電粒子的速度方向的變化，洛侖茲力的方向一定是變化的. 力的方向是否變化：電場力的方向與電場方向共線，正電荷的電場力方向就是電場的方向；但運動電荷的洛侖茲力的方向永遠(yuǎn)與磁場方向垂直； 力是否做功：電場力可能對電荷做功；但洛侖茲力對運動電荷永不做功.四、 （不計重力的）帶電粒子在勻強磁場中的運動一）、 帶電粒子在勻強磁場中的軌跡 當(dāng)帶電粒子的速度方向與磁場方向平行時，帶電粒子的運動軌跡是直線（實驗現(xiàn)象）； 當(dāng)帶電粒子的速度方向與磁場方向垂直時，帶電粒子的運動軌跡是圓（實驗現(xiàn)象）；帶電粒子的運動是勻速圓周運動還是變速圓周運動呢？我們從理論上進行探究. 如圖所示，以電子為例，當(dāng)電子以速度v垂直進入勻強磁場時，受到洛侖茲力作用，由于電子所受重力遠(yuǎn)小于它受到的洛侖茲力，故忽略電子所受重力.（）電子的速度v和它受到的洛倫茲力的方向都在跟勻強磁場垂直的平面內(nèi)，沒有任何力使電子離開速度v和洛侖茲力所決定的平面（黑板平面），所以，對電子不做功，根據(jù)動能定理，電子運動的速率不變，所受洛侖茲力（F=qvB）大小也不變，洛倫茲力只改變電子的運動方向.（）即電子只受一個大小不變、電子在勻強磁場和速度決定的平面內(nèi)做勻速圓周運動，向心力提供洛侖茲力. 當(dāng)帶電粒子的速度方向與磁場方向斜交時，帶電粒子的運動軌跡是螺旋線.二）、 （不計重力的）帶電粒子垂直進入勻強磁場的運動形式：勻速圓周運動，洛侖茲力提供向心力.三）、 （不計重力的）帶電粒子垂直進入勻強磁場做勻速圓周運動的運動規(guī)律：（一）、 圓心位置O的確定 由于洛侖茲力提供帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的向心力，故圓心一定在洛侖茲力的交點上. 原則：圓心在洛侖茲力的交點上. 方法：1）、 .2）、 .3）、 .（二）、 半徑R大小帶電粒子的質(zhì)量為m，電荷量為q，速率為v，垂直進入磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中做勻速圓周運動，洛侖茲力剛好等于需要的向心力，由得，由此可得：與粒子的比荷成反比，R與v成正比，與磁感應(yīng)強度B成反比（當(dāng)粒子運動速度v突然增大時，粒子需要的向心力大于此時的洛侖茲力，粒子要做離心運動，其運動半徑R增大，任然出現(xiàn)增大后的洛倫茲力等于增大后的需要的向心力而做半徑R更大、半徑R也增大；當(dāng)磁場B突然變強時，運動電荷受到的洛侖茲力增大，洛侖茲力大于需要的向心力，粒子做靠心運動，其運動半徑R減小，需要的向心力增大，任然出現(xiàn)增大后的洛倫茲力等于增大后的需要的向心力而做半徑更小、半徑R減?。?（三）、 運動時間t的確定周期T：由和圓周運動周期的定義式可得：，由此可得：T與粒子的比荷（）成反比，與磁感應(yīng)強度B成反比，與速度v、（）和磁感應(yīng)強度B不變的情況下，帶電粒子運動速度v變大時，需要的向心力大于洛侖茲力，粒子做離心運動，根據(jù)前面的分析可得，粒子任然做半徑R更大，周長2R更長，速度v更大的勻速圓周運動，根據(jù)得，在v和R都增大的情況下，周期T保持不變，所以周期T與速度v、半徑R無關(guān).運動時間t的確定：（1）三個角度及其關(guān)系：A、圓心角：圓弧兩端與圓心連線的夾角B、偏向角：初速度方向到末速度方向的夾角C、弦切角：圓弧對應(yīng)的弦與初速度方向的夾角D、三個角度之間的關(guān)系：偏向角等于對應(yīng)的圓心角，等于對應(yīng)弦切角的2倍.（2）、運動時間：A、（為圓弧軌跡對應(yīng)的以角度制表示的圓心