【正文】 ，所以 將 代入得： 所以粒子在加速過程中的總時間 ，通常 （因為 ） 總結(jié)升華：回旋加速器是一種重要的儀器，其原理就是讓帶電粒子在金屬盒內(nèi)多次加速，磁場使其偏移，金屬盒間縫很窄，弄清帶電粒子的運動就不難解答問題。 （ 1）扁盒由金屬導(dǎo)體制成，具有屏蔽外電場作用，盒內(nèi)無電場。 解析：扁形盒由金屬導(dǎo)體制成，扁形盒可屏蔽外電場，盒內(nèi)只有磁場而無電場，帶電粒子在扁形盒內(nèi)做勻速圓周運動，在窄縫間做勻加速直線運動，由于粒子在電場內(nèi)運動時間極短，要使粒子每次在窄縫間都得到加速，交流電壓頻率必須等于粒子在 D 形盒間運動的回旋頻率。 所示，磁場圓形區(qū)域半徑的數(shù)學(xué)表達式為： 。全國） 解析：粒子運動速度方向轉(zhuǎn)過 90176。 總結(jié)升華：帶電粒子射入圓形勻強磁場區(qū)域時，入射方向和粒子離開磁場時的方向存在著對稱性。當(dāng)不加磁場時，電子束將通過 O點而打到屏幕的中心 M 點。 2電視機的顯像管中，電子束的偏轉(zhuǎn)是用磁偏技術(shù)實現(xiàn)的。這兩束離子可能到達的最大 x、 y 值恰好是圓周的直徑，如圖乙所示。在原點 O 有一個離子源向 x軸上方的各個方向發(fā)射出質(zhì)量為 m，電荷量為 q 的正離子，速率都為 v，對那些在 xy 平面內(nèi)運動的離子，在磁場中可能到達的最大值為 x=________， y=________。 所以 。若不使其從右邊界飛出，則電荷的速度應(yīng)為多大？ 思路點撥：這是一道帶電粒子在有界磁場中的極值問題。由于 所對圓心角是 30176。則電子的質(zhì)量是 ______________，穿入磁場的時間是 _________________ 解析：電子在磁場中運動，只受洛倫茲力作用，故其軌跡是圓弧的一部分，又因為 F 洛⊥ v，故圓心在電子穿入和穿出磁場時受到洛倫茲力方向的交點上，如圖中 O 點。設(shè)圓半徑為 r，則據(jù)牛頓第二定律可得： ，解得 。磁感應(yīng)強度 B 的方向與離子的運動方向垂直，并垂直于圖中紙面向里。 粒子做圓周運動的周期 。 由 得 。 質(zhì)子（ ）和 粒子（ ）從靜止開始經(jīng)相同的電勢差加速后垂直進入同一勻強磁場做圓周運動，則這兩個粒子的動能之比 Ek1∶ Ek2=______________，軌道半徑之比 r1∶ r2=_____________，周期之比 T1∶ T2=______________。 （ 2）電場的作用：回旋加速器的兩個 D 形盒之間的窄縫區(qū)域存在周期性變化的并垂直于兩 D 形盒正對截面的勻強電場，帶電粒子經(jīng)過該區(qū)域時被加速。這種多 級加速器通常叫做直線加速器，目前已經(jīng)建成的直線加速器有幾千米甚至幾十千米長。在勻強磁場中軌道半徑 。從譜線的位置可以知道圓周的半徑，如果再已知帶電粒子的電荷量，就可以算出它的質(zhì)量，這種儀器叫做質(zhì)譜儀。要注重對軌道半徑的組合理解和變式理解，例如 （ P 是帶電粒子的動量， 為比荷的倒數(shù)） ②由公式 知，在勻強磁場中，做勻速圓周運動的帶電粒子，周期跟軌道半徑和運動速率均無關(guān)，而與比 荷 成反比。 2．軌 道半徑和周期（ v⊥ B 時） 如圖所示，帶電粒子以速度 v 垂直磁場方向入射，在磁場中做勻速圓周運動，設(shè)帶電粒子的質(zhì)量為 m，所帶的電荷量為 q。 十、帶電粒子在勻強磁場中的運動 1．運動軌跡 帶電粒子（不計重力）以一定的速度 v 進入磁感應(yīng)強度為 B 的勻強磁場中： （ 1）當(dāng) v∥ B 時，帶電粒子將做勻速直線運動； （ 2）當(dāng) v⊥ B 時，帶電粒子將做勻速圓周運動； （ 3）當(dāng) v 與 B 的夾角為θ（θ≠ 0176。 3．掃描 在電視機顯像管的偏轉(zhuǎn)區(qū)有兩對線圈，叫做偏轉(zhuǎn)線圈，偏轉(zhuǎn)線圈中通入大小、方向按一定規(guī)律變化的電流，分別在豎直方向和水平方向產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)磁場，其方向、強弱都在不斷地變化，因此電子束打在熒光屏上的光點就像下圖那樣不斷 移動，這種電視技術(shù)叫做掃描。 可見安培力與洛倫茲力既有緊密相關(guān)、不可分割的聯(lián)系，也有顯著的區(qū)別。 （ 3）當(dāng) v=0 時， F=0。 6．應(yīng)用洛倫茲力公式應(yīng)注意的問題 （ 1）公式 F=qvB 僅適用于 v⊥ B 的情況，式中的 v 是電荷相對于磁場的運動速度。 （ 1）洛倫茲力的方向可由左手定則判定，決定洛倫茲力方向的因素有三個： 電荷的電性（正、負）、速度方向、磁感應(yīng)強度的方向。 4．洛倫茲力公式 F=qvB 的另一種推導(dǎo) 設(shè)導(dǎo)體內(nèi)單位長度上自由電荷數(shù)為 n，自由電荷的電荷量為 q，定向移動的速度為 v，設(shè)長度為 L的導(dǎo) 線中的自由電荷在 t 時間內(nèi)全部通過截面 A，如圖所示，設(shè)通過的電荷量為 Q，有 Q=nqL=nq 2．洛倫茲力的方向 —— 左手定則 伸開左手，使拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一個平面內(nèi)，讓磁感線從掌心進入，并使四指指向正電荷運動的方向，這時拇指所指的方向就是運動的正電荷在磁場中所受洛倫茲力的方向。 八、洛倫茲力 運動電荷在磁場中所受的力叫做洛倫茲力。 解上述方程得： Imin= A。 正確地畫出兩種情況下的受力圖，由平衡條件列方程求解。兩種方法比較，第二種較簡單、直觀。 方法二： abc受安培力等效于 ac（通有 a→ c的電流 I）所受的安培力，即 F=BI 答案： ABD 總結(jié)升華：安培定則、左手定則往往同時應(yīng)用。 答案： 總結(jié)升華：在應(yīng)用Φ =BS 計算磁通量時，要特別注意 B⊥ S 這個條件，根據(jù)實際情況選擇不同的方法。 1如圖所示線圈平面與水平方向成 角，磁感線豎直向下，設(shè)磁感應(yīng)強度為 B，線圈面積為 S，則穿過線圈的磁通量Φ =________。由此可知選項 A錯誤， B 正確。 解析：小磁針 N極的指向即為該處的磁場方向，所以螺線管內(nèi)部磁感線由 a→ b。 1關(guān)于磁場和磁感線的描述，下列說法中正確的是（ ） A．磁極之間的相互作用是通過磁場發(fā)生的，磁場和電場一樣，也是一種客觀存在的 物質(zhì) B．磁感線可以形象地描述各磁場的強弱和方向，它每一點的切線方向都和小磁針放在該點靜止時北極所指的方向一致 C．磁感線總是從磁鐵的 N 極出發(fā)，到 S 極終止的 D．磁感線可以用細鐵屑來顯示，因而是真實存在的 解析：條形磁鐵內(nèi)部磁感線從 S 極到 N 極， C 不正確，磁感線是為了形象描述磁場而假設(shè)的一組有方向的閉合的曲線，實際上并不存在，所以選項 D不正確；磁場是一種客觀存在的物質(zhì)，所以選 A正確；磁感線上每一點切線方向表示磁場方向，磁感線的疏密表示磁場的強弱，小磁針靜止時北極受力方向和北極指向均為磁場方向 ，所以選項 B 正確。 1下列關(guān)于磁感應(yīng)強度的方向的說法中，正確的是（ ） A．某處磁感應(yīng)強度的方向就是一小段通電導(dǎo)體放在該處時所受磁場力的方向 B．小磁針 N 極受磁場力的方向就是該處磁感應(yīng)強度的方向 C．垂直于磁場放置的通電導(dǎo)線的受力方向就是磁感應(yīng)強度的方向 D．磁場中某點的磁感應(yīng)強度的方向就是該點的磁 場方向 解析：本題考查對磁感應(yīng)強度方向的理解。式中電流應(yīng)為垂直于磁場方向的電流。 （ 1）因為磁感應(yīng)強度大小為 B，與水平方向的夾角為 ，所以地磁場的磁感應(yīng)強度的水平分量和豎直分量分別為：； ； （ 2）在赤道上空，因為 ，故有 ；在極地上空，因為 ，故有 。再根據(jù)電流產(chǎn)生磁場，磁場對 電流有作用力來判斷，因通過火線和零線的電流方向總是相反的，根據(jù)平行導(dǎo)線中通以同向電流時相互吸引，通以反向電流時相互排斥的結(jié)論可以得出 C 選項正確。 在做奧斯特實驗時，下列操作中現(xiàn)象最明顯的是（ ） A．沿電流方向放置磁針，使磁針在導(dǎo)線的延長線上 B．沿電流方向放置磁針，使磁針在導(dǎo)線的正下方 C．電流沿南北方向放置在磁針的正上方 D．電流沿東西方向放置在磁針的正上方 解析：將導(dǎo)線沿南北方向放置在地磁場中處于靜止?fàn)顟B(tài)的磁針的正上方，通電時磁針發(fā)生明顯的 偏轉(zhuǎn)，是由于南北方向放置的電流的正下方的磁場恰好是東西方向。 對 C 選項，由乙圖可知線框向下平動時穿過線框的磁通量不變，故 C 錯。 S，當(dāng) S 一定時，ΔΦ＝Δ B得： (2)線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過 60176。 如圖 6 所示，矩形線圈 abcd 的面積 S＝ 1 10－ 2m2，其平面與磁場方向夾角θ＝ 30176。在兩通電金屬棒所在空間存在勻強磁場，兩磁場的磁感應(yīng)強度的大小相等，其中 B1 的方向豎直向上， B2 的方向垂直于斜面斜向上。 1 斜角為θ =30176。 設(shè)彈簧材料的扭轉(zhuǎn)力矩與偏轉(zhuǎn)角成正比，且為 M2=k 。 2．電流表的工作原理 如圖所示，設(shè)線圈所處位置的磁感應(yīng)強度大小為 B，線圈長度為 L，寬為 d，匝數(shù)為 n，當(dāng)線圈中通有電流 I 時，安培力對轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生力矩： ，安培力的大小為： F=nBIL。如圖所示，半徑為 r 的半圓形導(dǎo)線與磁場 B垂直放置，當(dāng)導(dǎo)線中通以電流 I 時，導(dǎo)線的等效長度為 2 r，故安培力 F=2BIr。 5．幾點說明 （ 1）通電導(dǎo)線與磁場方向垂直時， F=BIL 最大；平行時最小， F=0。 4．電流間的作用規(guī)律 同向電流相 互吸引，異向電流相互排斥。 3．安培力的方向 —— 左手定則 （ 1）左手定則 伸開左手，使大拇指跟其余四個手指垂直，并且都跟手掌在同一平面內(nèi)，把手放入磁場，讓磁感線穿過手心，讓伸開的四指指向電流方向，那么大拇指所指方向即為安培力方向。在安培生活的