【導(dǎo)讀】轉(zhuǎn)移到另一部分，在轉(zhuǎn)移過(guò)程中，電荷的總量保持不變。這個(gè)結(jié)論叫做電荷守恒定律。C/kg.叫做該粒子的比荷。的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線上。微觀粒子之間的萬(wàn)有引力遠(yuǎn)小于庫(kù)侖力。離比它們自身的大小大得多，帶電體的大小和形狀忽略不計(jì)。點(diǎn)電荷類似于力學(xué)中的質(zhì)點(diǎn)，它是一種理想化的物理模型。時(shí)某點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)等于各個(gè)電荷單獨(dú)存在時(shí)在該點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)的矢量和。例4、如圖所示：q1、q2、q3分別表示在一條直線上的三個(gè)點(diǎn)電荷，已知q1與q2之間的距為l1，q2與q3之間的距為l2，且每個(gè)電荷都處于平衡狀態(tài)。電荷，各自均受制另外兩個(gè)電荷的斥力而不能保持平衡，只有同帶負(fù)電荷，q2對(duì)其為吸引力，電勢(shì)與電場(chǎng)線的關(guān)系：電勢(shì)順線降低。

　　

【正文】 論電路中電阻發(fā)生變化后引起電流、電壓發(fā)生變化的問(wèn)題時(shí)，應(yīng)根據(jù)電路的結(jié)構(gòu)，由局部到整體的思路，得到總電流的變化情況，然后再到局部分析出電壓和支路電流的變化情況。 磁場(chǎng)、安培力 磁場(chǎng) （ 1） 不僅通電導(dǎo)線對(duì)磁 體有作用力，磁體對(duì)通電導(dǎo)線也有作用力。 （ 2）磁場(chǎng)的方向：物理學(xué)規(guī)定，在磁場(chǎng)中的任一點(diǎn)，小磁針北極受力的方向，亦即小磁針靜止時(shí)北極所指的方向，就是那一點(diǎn)磁場(chǎng)的方向。 磁感應(yīng)強(qiáng)度 （ 1）定義：在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，垂直于磁場(chǎng)方向放置的通電直導(dǎo)線，所受的安培力 F 跟電流強(qiáng)度 I 和導(dǎo)線長(zhǎng)度 L 的乘積之比，叫做通電導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度，即 ILFB? ，磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 只是由磁場(chǎng)本身決定，與所放置的電流 I和導(dǎo)線長(zhǎng)度 L均無(wú)關(guān)。 （ 2）單位：特斯拉，簡(jiǎn)稱特，符號(hào)是 T， 。 （ 3方向： 把小 磁針靜止時(shí) N 極所指的方向規(guī)定為該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向 幾種常見的磁場(chǎng) （ 1）磁感線：是形象地描述磁場(chǎng)而引入的有方向的曲線。在曲線上，每一點(diǎn)切線方向都在該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向上，曲線的疏密反映磁場(chǎng)的強(qiáng)弱。 （ 2）磁感線的特點(diǎn)： ，磁體的磁感線在磁體外部由 N極到 S 極，內(nèi)部由 S 極到 N極。 。 （ 3）通電直導(dǎo)線磁場(chǎng)的磁感線 通電直導(dǎo)線磁場(chǎng)的磁感線的形狀與分布如圖所示，通電直導(dǎo)線磁場(chǎng)的磁感線是一組組以導(dǎo)線上各點(diǎn)為圓心的同心圓。 需要指出的是 ，通電直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)是不均勻的，越靠近導(dǎo)線，磁場(chǎng)越強(qiáng) ， 磁感線越密 。 電流的方向與磁感線方向的關(guān)系可以用安培定則來(lái)判斷， 如圖所示。 用右手握住直導(dǎo)線，伸直的大拇指與電流方向一致，彎曲的四指所指的方向就是磁感線的環(huán)繞方向。 （ 4）環(huán)形電流磁場(chǎng)的磁感線 環(huán)形電流磁場(chǎng)的磁感線是一些圍繞環(huán)形導(dǎo)線的閉合曲線，在環(huán)形的中心軸上，由對(duì)稱性可知，磁感線是與環(huán)形導(dǎo)線的平面垂直的一條直線。如圖甲所示， 環(huán)形電流方向與磁感線方向的關(guān)系也可以用右手定則來(lái)判斷 ，如圖乙所示 ，讓右手彎曲的四指和環(huán)形電流的方向一致，伸直的大拇指所指 的方向就是圓環(huán)軸線上磁感線的方向 ；如圖丙所示，讓右手握住部分環(huán)形導(dǎo)線，伸直的大拇指與電流方向一致，則四指所指的方向就是圍繞環(huán)形導(dǎo)線的磁感線的方向。 （ 5） 通電螺線管的磁感線 通電螺線管表現(xiàn)出來(lái)的磁性很像一根條形磁鐵，一端相當(dāng)于北極（ N），另一端相當(dāng)于南極（ S），形成的磁感線在通電螺線管的外部從北極（ N）出來(lái)進(jìn)入南極（ S），通電螺線管內(nèi)部具有磁場(chǎng)，磁感線方向與管軸線平行，方向都是由 S 極指向 N 極，并與外部磁感線連接形成一些閉合曲線，其方向也可用安培定則判斷， 用右手握住螺線管，讓彎曲的四指所指的方向跟 電流的方向一致，那么大拇指所指的方向就是螺線管內(nèi)部磁感線的方向， 如圖所示 。 勻強(qiáng)磁場(chǎng) 如果磁場(chǎng)的某一區(qū)域里，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向處處相同，這個(gè)區(qū)域的磁場(chǎng)叫做勻強(qiáng)磁場(chǎng) ，距離很近的兩個(gè)異名磁極之間的磁場(chǎng)，通電螺線管內(nèi)部的磁場(chǎng)都可以看成是勻強(qiáng)磁場(chǎng)。勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感線為相互平行，等間距的平行線。 磁通量 （ 1）定義： 磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 與線圈面積 S 的乘積，叫做穿過(guò)這個(gè)面的磁通量 （ 2）表達(dá)式：φ =BS （ 3）單位：韋伯，簡(jiǎn)稱韋，符號(hào) Wb 1Wb = 1T m2 【注意】 ①對(duì)于磁通量的計(jì)算要注意條 件，即 B 是勻強(qiáng)磁場(chǎng)或可視為勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，S 是線圈面積在與磁場(chǎng)方向垂直的平面上的投影面積 。 ②磁通量是標(biāo)量，但有正、負(fù)之分。 （ 4）磁感應(yīng)強(qiáng)度的另一種定義（磁通密度） :即 B S?? 上式表示 磁感應(yīng)強(qiáng)度等于穿過(guò)單位面積的磁通量 ，并且用 Wb/m2做單位 即 磁感應(yīng)強(qiáng)度 FB IL S??? 安培力的大小和方向 （ 1）定義： 磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力叫安培力 。 （ 2）大小 ： 當(dāng)通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向垂直放置時(shí)，安培力最大，為 F=BIL。當(dāng)通電導(dǎo)線與 磁場(chǎng)方向平行放置時(shí)，安培力最小，為零。 當(dāng)通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向成其他任意角放置時(shí)，安培力介于最大值和最小值之間。 F=BIL 只適用于勻強(qiáng)磁場(chǎng)，對(duì)非勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng) L足夠短時(shí)， 可以認(rèn)為導(dǎo)線所在處的磁場(chǎng)是勻強(qiáng)磁場(chǎng)。 （ 3）安培力的大小不僅與 B、 I、 L 的大小有關(guān)，還與電流方向與磁場(chǎng)方向間的夾角有關(guān)。 （ 4）安培力的方向要用左手定則判斷，垂直磁感應(yīng)強(qiáng)度方向，這跟電場(chǎng)力與電場(chǎng)強(qiáng)度方向之間的關(guān)系是不同的。 左手定則：伸開左手，使大拇指跟其余四個(gè)手指垂直，并且跟手掌在同一個(gè)平面內(nèi)，把手放人磁場(chǎng)中，讓磁感線 垂直穿入手心，并使伸開的四指指向電流方向，那么，拇指所指的方向，就是通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力的方向． （如圖）。 例題分析 例 質(zhì)量為 m，長(zhǎng)度為 L 的金屬棒 ab 通過(guò)兩根細(xì)導(dǎo)線水平懸掛在絕緣架下，整個(gè)裝置放在豎直方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，當(dāng)金屬棒中通入從 a至 b 的電流 I 后，棒偏離豎直位置α角后又重新平衡，如圖所示，求勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 的大小和方向。 答案： ，豎直向上 解析：由圖可知，棒受到水平向右的安培力，根據(jù)安培定則得磁感應(yīng)強(qiáng)度方向豎直向上，由棒平衡得安培力 FA=mgtanθ =BIL，∴ B= 第五節(jié) 運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的力 洛倫茲力：運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中 受到的力。 通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的安培力，實(shí)際是庫(kù)倫茲力的宏觀表現(xiàn) 。 洛倫茲力的大小 （ 1）當(dāng)粒子 速度方向 與磁感應(yīng)強(qiáng)度 方向垂直時(shí)，粒子受到庫(kù)倫茲力的大小 ，等于電荷量、速率、磁感應(yīng)強(qiáng)度三者的乘積，即 F=qvB. （ 2）當(dāng)電荷速度方向平行磁場(chǎng)方向時(shí)，洛倫茲力 F=0。 （ 3）當(dāng)電荷速度方向與磁場(chǎng)方向成θ角時(shí)，可以把速度分解為平行磁場(chǎng)方向和垂直磁場(chǎng)方向來(lái)處理，此時(shí)受洛倫茲力 F=qvBsinθ。 洛倫茲力的方向 安培力的方向可以用左手定 則來(lái)判斷，洛倫茲力的方向也可用左手定則來(lái) 判斷：伸開左手，使大拇指跟其余四個(gè)手指垂直，且處于同一平面內(nèi)，把手放入磁場(chǎng)，讓磁感線穿過(guò)手心 ，對(duì)于正電荷，四指指向電荷的運(yùn)動(dòng)方向，對(duì)于負(fù)電荷，四指的指向與電荷的運(yùn)動(dòng)方向相反，大拇指所指的方向就是洛倫茲力的方向 。 洛倫茲力的特點(diǎn) 因?yàn)槁鍌惼澚κ冀K與電荷的運(yùn)動(dòng)方向垂直，所以洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷不做功。它只改變運(yùn)動(dòng)電荷速度的方向，而不改變速度的大小。 第六節(jié) 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn) （一）帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 帶電粒子的速度方向若與磁場(chǎng)方向平行， 帶電粒子不受洛倫茲力作用，將以入射速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)。 帶電粒子若垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)且只受洛倫茲力的作用，帶電粒子一定做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其軌道平面一定與磁場(chǎng)垂直。 求粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速率 ： 由動(dòng)能定理 21 =qU2m? 2qUm?? 求粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑 粒子在磁場(chǎng)中只受庫(kù)倫茲力的作用，這個(gè)力與運(yùn)動(dòng)方向垂直，不能改變運(yùn)動(dòng)的速率，所以 粒子的速率總是 ? 做 勻速圓周運(yùn)動(dòng) 。設(shè)圓半徑 為 r, 粒子做 勻速圓周運(yùn)動(dòng) 的向心力可以寫為2mr? 而 洛倫茲力提供向心力 qB? ,二者相等，即 2mqBr?? ? 得軌道半徑： mr qB?? （二）質(zhì)譜儀 利用不同質(zhì)量而帶同樣電量的帶電粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑不同，可以制成測(cè)定帶電粒子質(zhì)量的儀器 —— 質(zhì)譜儀。 如圖所示，粒子帶電量為 q，質(zhì)量為 m，經(jīng)加速電壓 U 加速后進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，在 加速電場(chǎng)中，由動(dòng)能定量得： ，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中軌道半徑： ，所以粒子質(zhì)量 。 （三）回旋加速器的工作原理 粒子源位于兩 D 形盒的縫隙中央處，從粒子源放射出的帶電粒子經(jīng)兩 D 形盒間的電場(chǎng)加速后，垂直磁場(chǎng)方向進(jìn)入某一 D 形盒內(nèi)，在洛侖茲力的作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則當(dāng)粒子從一個(gè) D 形盒飛出時(shí)，縫隙間的電場(chǎng)方向恰好改變，帶電粒子在經(jīng)過(guò)縫隙時(shí)再一次被加速，以更大的速度進(jìn)入另一個(gè) D 形盒 ，循環(huán)往復(fù)不斷進(jìn)行下去。