帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

1、第十五章 磁場(chǎng)大綱要求：內(nèi) 容 和 要 求演 示電流的磁場(chǎng)（A）磁感應(yīng)強(qiáng)度（A） 磁感線（A）地磁場(chǎng)（A）安培定則（A）磁性材料（A） 分子電流假說(shuō)（A） 電流的磁場(chǎng)對(duì)磁鐵的作用磁場(chǎng)對(duì)電流的作用平行通電直導(dǎo)線間的作用磁感線圖安培力的大?。ˋ） 左手定則（B） 磁電式電表原理 （A）安培力和左手定則磁電式電表原理洛倫茲力（B）帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)（B）質(zhì)譜儀（A） 回旋加速器（A）電子束在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)電子束在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)說(shuō)明：1安培力的計(jì)算，指的是導(dǎo)線跟B垂直和平行的兩種情況。2洛倫茲力的計(jì)算，指的是v跟B垂直和平行的兩種情況。概述 這一章在初中有關(guān)知識(shí)的基礎(chǔ)上，更深人地講述磁場(chǎng)及

2、其應(yīng)用磁場(chǎng)知識(shí)同前面講過(guò)的電場(chǎng)知識(shí)一樣，是電磁學(xué)的核心內(nèi)容通過(guò)本章教學(xué)不但應(yīng)使學(xué)生加深對(duì)磁場(chǎng)概念的認(rèn)識(shí)，掌握磁感應(yīng)強(qiáng)度的概念，掌握安培力和洛倫茲力以及帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律而且應(yīng)該使學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識(shí)研究場(chǎng)性質(zhì)的方法這一章分析、推理及推導(dǎo)的內(nèi)容較多例如，分析引出磁感應(yīng)強(qiáng)度的概念；由安培力公式導(dǎo)出洛倫茲力公式；由洛倫茲力導(dǎo)出帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律等在這些分析推導(dǎo)過(guò)程中運(yùn)用的知識(shí)比較綜合這在一定程度上增加了教材的難度但也正是通過(guò)克服這些困難，不斷提高學(xué)生的分析、推理和推導(dǎo)能力，發(fā)展他們綜合運(yùn)用知識(shí)的能力單元?jiǎng)澐?本章可分為三個(gè)單元：第一單元：第一節(jié)，講述磁場(chǎng)概念、磁感線及電流的磁

3、場(chǎng)第二單元：第二、三兩節(jié)，講述磁感應(yīng)強(qiáng)度、安培力及其應(yīng)用第三單元：第四、五、六三節(jié)，講述洛倫茲力及其應(yīng)用（一）磁場(chǎng) 磁感線本節(jié)是在初中所講磁場(chǎng)知識(shí)基礎(chǔ)上展開(kāi)的為了使學(xué)生有效地回憶初中學(xué)過(guò)的知識(shí)，教材涉及到的演示實(shí)驗(yàn)，磁極間的相互作用、奧斯特實(shí)驗(yàn)、磁場(chǎng)對(duì)電流發(fā)生作用的實(shí)驗(yàn)，不能僅僅只是提及這些實(shí)驗(yàn)，一定要在課堂上再次演示這些實(shí)驗(yàn)這些演示實(shí)驗(yàn)都只要求學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，最后得出“這些實(shí)驗(yàn)中涉及的相互作用都是通過(guò)磁場(chǎng)發(fā)生的”這一結(jié)論教學(xué)要求： 1知道磁場(chǎng)的基本特性是對(duì)處在它里面的磁極或電流有磁場(chǎng)力的作用（1）磁場(chǎng)是磁場(chǎng)或電流周?chē)陀^存在的一種物質(zhì)。（2）磁場(chǎng)的基本性質(zhì)：對(duì)處在他里面的磁極或電流有磁場(chǎng)力

4、的作用。（3）磁極和磁極之間、磁極和電流之間、電流和電流之間都存在著相互作用，這種相互作用多是通過(guò)磁場(chǎng)來(lái)傳遞的。（4）實(shí)驗(yàn)表明：同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引，同向電流相互吸引，反向電流相互排斥。2知道磁場(chǎng)的方向，知道什么叫磁感線（1）磁場(chǎng)的方向：規(guī)定，放在磁場(chǎng)中某處的小磁針靜止時(shí)北極所指的方向就是該處的磁場(chǎng)方向。（2）磁感線：是在磁場(chǎng)中畫(huà)出的一些有方向的曲線，在這些曲線上，每一點(diǎn)的切線方向都在該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向上。在理解磁感線的概念時(shí)，應(yīng)明確以下幾點(diǎn)：磁感線是為了形象的研究磁場(chǎng)而假想的曲線，并不是客觀存在于磁場(chǎng)中的真實(shí)曲線。磁感線的疏密表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，磁感線較密的地方磁場(chǎng)較強(qiáng)，磁感線較疏的地

5、方磁場(chǎng)較弱。磁場(chǎng)中某一點(diǎn)，磁感線的方向、磁場(chǎng)的方向和小磁針靜止時(shí)N及所指的方向，三這是一致的。任意兩條磁感線不能相交，也不能相切。沒(méi)有畫(huà)磁感線的地方，并不表示那里沒(méi)有磁場(chǎng)的存在。通過(guò)磁場(chǎng)中的任意一點(diǎn)總能而且只能畫(huà)出一條磁場(chǎng)線。磁場(chǎng)中的任意一條磁感線都是閉合曲線。例條形磁鐵。通電螺線管。知道條形磁鐵、蹄形磁鐵、直線電流、環(huán)形電流和通電螺線管的磁感線分布情況教材僅給出幾種磁場(chǎng)磁感線的了平面圖，教學(xué)中可用不同形式給出磁感線的分布圖，發(fā)揮學(xué)生的空間想象力，使他們對(duì)磁場(chǎng)分布有一個(gè)更完整的認(rèn)識(shí)（3）會(huì)用安培定則判定直線電流、環(huán)形電流和通電螺線管的磁場(chǎng)方向若給出直線電流、環(huán)形電流和通電螺線管的磁場(chǎng)方向，也應(yīng)

6、能判斷其中的電流方向。第一節(jié)、磁場(chǎng)和磁感線學(xué)案一、 磁場(chǎng)的來(lái)源1磁體：具有吸引_等鐵磁性物質(zhì)的物體叫做磁體；磁體上磁性最強(qiáng)的地方叫_；每個(gè)磁體都有兩個(gè)磁極（一般都在磁體的兩端），分別叫做_和_如圖所示（注意：磁極總是成對(duì)出現(xiàn)）；SNSNNS 2、電流 ： 實(shí)驗(yàn)說(shuō)明電流能夠產(chǎn)生磁場(chǎng)；磁場(chǎng)存在于 和 周?chē)?磁場(chǎng)的基本作用磁場(chǎng)對(duì)放入其中的 和 有力的作用。通過(guò)實(shí)驗(yàn)及分析可知： 和 之間、 和 之間、 和 之間的相互作用都是通過(guò) 來(lái)傳遞的；三、 磁場(chǎng)的描述磁感線 1、磁場(chǎng)的方向：在磁場(chǎng)中的任一點(diǎn)，小磁針 受力方向即小磁針靜止時(shí) 所指的方向，就是磁場(chǎng)中該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向。 2、磁感線是在磁場(chǎng)中人為的畫(huà)出

7、的一系列的 的曲線，這些曲線上每一點(diǎn)的 方向都和該點(diǎn)的 方向一致。四、 幾種常見(jiàn)磁場(chǎng)的磁感線SN 1條形磁鐵和蹄形磁鐵的磁感線：由圖可知在磁鐵外部磁感線從磁鐵的 出來(lái)進(jìn)入磁鐵的 ，在磁鐵內(nèi)部磁感線從磁鐵的 回到磁鐵的 ，最后形成閉合曲線；NS2直線電流磁場(chǎng)的磁感線：是一些以通電直導(dǎo)線為圓心的同心圓；安培定則（也叫右手螺旋定則）：用 手握住導(dǎo)線，讓伸直的大拇指指向?qū)Ь€中的 方向，那么彎曲的四指所指的方向就是 的環(huán)繞方向；3環(huán)形電流的磁感線：流過(guò)環(huán)形（圓環(huán)、方環(huán)或三角環(huán)）導(dǎo)線的電流簡(jiǎn)稱為環(huán)形電流，環(huán)形電流軸線上各點(diǎn)的磁場(chǎng)方向也可以用安培定則判斷（注意：應(yīng)該讓右手彎曲的四指和環(huán)形電流的方向 ，那么伸

8、直的大拇指所指的方向就是環(huán)形電流軸線上磁感線的方向）；4通電螺線管磁場(chǎng)的磁感線：通電螺線管可以看成是放在一起的許多的通電環(huán)形導(dǎo)線，通電螺線管內(nèi)部的磁感線方向也可以用安培定則判斷（注意：應(yīng)該用右手握住螺線管，讓彎曲的四指所指的方向跟電流的方向 ，那么伸直的大拇指所指的方向就是螺線管內(nèi)部磁感線的方向）；5磁感線的特點(diǎn)：（1）磁感線是人為的假想的有方向的曲線，實(shí)際上并不存在，它是人們描述磁場(chǎng)的形象化方法；（2）可以利用實(shí)驗(yàn)的方法顯示磁感線的形狀；（3）磁感線有直線也有曲線；（4）磁感線是閉合曲線；（5）在同一個(gè)磁場(chǎng)中，任意兩條磁感線都不能相交；（6）磁感線上任意一點(diǎn)的切線方向都代表那一點(diǎn)的磁場(chǎng)方向（

9、也代表小磁針在該點(diǎn)時(shí) 的受力方向，或者代表小磁針?lè)旁谠擖c(diǎn)靜止時(shí) 的指向，或者代表小磁針?lè)旁谠擖c(diǎn)時(shí) 的轉(zhuǎn)動(dòng)方向）；例1如圖所示，放在通電螺線管內(nèi)部中間處的小磁針，靜止時(shí)N極指向右，請(qǐng)判斷電源的正負(fù)極。SSNc 例2請(qǐng)畫(huà)出圖a中導(dǎo)線中的電流的方向，b中螺線管內(nèi)NSaSN電源部磁感線的方向，c中S接通的瞬時(shí)小磁針N極的轉(zhuǎn)向。bSNSNIINSI 例3在下圖中標(biāo)出磁體的N、S極；或者標(biāo)出磁感線的方向；或者標(biāo)出電流的方向；或者標(biāo)出小磁針的N極的轉(zhuǎn)動(dòng)方向；或者標(biāo)出小磁針的NS極；或者標(biāo)出電源的正負(fù)極；或者畫(huà)出導(dǎo)線的繞向。ZYXAO寫(xiě)出A點(diǎn)的磁場(chǎng)方向NSIIINSSN（二）安培力 磁感應(yīng)強(qiáng)度教學(xué)要求： 1理

10、解磁感應(yīng)強(qiáng)度B的定義，會(huì)用磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。做好教材中的定性實(shí)驗(yàn)（本實(shí)驗(yàn)是磁場(chǎng)一定），啟發(fā)學(xué)生回憶電場(chǎng)強(qiáng)度的定義方法，對(duì)比說(shuō)明引人磁感應(yīng)強(qiáng)度定義的思路與之類(lèi)似，使學(xué)生對(duì)研究場(chǎng)性質(zhì)的基本方法有一個(gè)更進(jìn)一步的了解對(duì)磁感應(yīng)強(qiáng)度的理解：（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度是表示磁場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量。（2）磁感應(yīng)強(qiáng)度B反映了磁場(chǎng)力的性質(zhì)。在一個(gè)確定的磁場(chǎng)中，各處的磁感應(yīng)強(qiáng)度都有確定的大小和方向，與在這個(gè)地方有無(wú)通電導(dǎo)線以及放什么樣的通電導(dǎo)線無(wú)關(guān)。啟發(fā)學(xué)生回憶電場(chǎng)強(qiáng)度的定義方法，對(duì)比說(shuō)明引人磁感應(yīng)強(qiáng)度定義的思路與之類(lèi)似，使學(xué)生對(duì)研究場(chǎng)性質(zhì)的基本方法有一個(gè)更進(jìn)一步的了解若由BF/IL，認(rèn)為B與F成正比，B與成反比IL

11、是錯(cuò)誤的。（3）磁感應(yīng)強(qiáng)度B的單位：簡(jiǎn)稱：特，符號(hào)：T。（4）磁感應(yīng)強(qiáng)度是矢量，方向就是磁場(chǎng)的方向。當(dāng)空間同時(shí)存在幾個(gè)磁場(chǎng)時(shí)，合磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度等于各個(gè)磁場(chǎng)在同一處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量和。（5）勻強(qiáng)磁場(chǎng)：磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向處處相等。磁感線分布是均勻的平行直線。2知道什么是安培力，會(huì)用公式FBIL解答有關(guān)問(wèn)題（1）安培力通常是指磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力。這里的“磁場(chǎng)”是指這段導(dǎo)線所在位置的磁場(chǎng)，這個(gè)磁場(chǎng)可以是磁體的磁場(chǎng)，也可以使通電導(dǎo)體的磁場(chǎng)。（2）安培力的大小不僅與B、I、L的大小有關(guān)，還與電流方向和磁場(chǎng)方向間的夾角有關(guān)。當(dāng)通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，導(dǎo)線所受的安培力為零。當(dāng)通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)方

12、向垂直時(shí)，導(dǎo)線所受的安培力最大，即FBIL。大綱中只限于上述的兩種情況。當(dāng)通電導(dǎo)線與磁場(chǎng)方向不垂直時(shí)，可將磁感應(yīng)強(qiáng)度分解為跟通電導(dǎo)線平行和垂直的兩個(gè)分量，得出：FBILsin，（是電流方向與磁場(chǎng)方向間的夾角），可講但不作為考試要求。FBIL的適用條件：勻強(qiáng)磁場(chǎng)，對(duì)于非勻強(qiáng)磁場(chǎng)，當(dāng)L足夠短時(shí)，可以近似的認(rèn)為導(dǎo)線所在處的磁場(chǎng)是勻強(qiáng)磁場(chǎng)。（3）知道左手定則的內(nèi)容，并會(huì)用它解答有關(guān)問(wèn)題給出磁場(chǎng)方向、電流方向及安培力方向中的任意兩個(gè)方向，應(yīng)能根據(jù)左手定則判斷第三個(gè)物理量的方向。第二節(jié)、安培力和磁感應(yīng)強(qiáng)度學(xué)案一、磁場(chǎng)具有強(qiáng)弱的不同 1巨大的電磁鐵能夠吸引成噸的鋼鐵，小磁鐵只能吸引小鐵釘；就是同一塊磁鐵越靠

13、近磁極的地方磁場(chǎng)也越強(qiáng)；這些實(shí)驗(yàn)事實(shí)表明：磁場(chǎng)中各處強(qiáng)弱不同；2研究磁場(chǎng)強(qiáng)弱的方法：因?yàn)榇艌?chǎng)對(duì)放入其中的通電導(dǎo)線具有 的作用，所以要通過(guò)研究通電導(dǎo)線的受力情況來(lái)尋找表示磁場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量； 二、安培力的大小 1什么叫安培力？磁場(chǎng)對(duì) 通常稱為安培力； 2實(shí)驗(yàn)表明：把一段通電直導(dǎo)線MN放在磁場(chǎng)里，當(dāng)導(dǎo)線方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，導(dǎo)線所受的安培力最大；當(dāng)導(dǎo)線方向與磁場(chǎng)方向一致時(shí)，電流所受安培力最小為零；當(dāng)導(dǎo)線方向與磁場(chǎng)方向斜交時(shí)，電流所受安培力介于最大值和最小值之間。3精確實(shí)驗(yàn)表明：當(dāng)導(dǎo)線方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，通電導(dǎo)線所受的安培力F跟電流I和導(dǎo)線長(zhǎng)度L成正比，即 ；三、磁感應(yīng)強(qiáng)度 1比值B的物理意義：（1

14、）實(shí)驗(yàn)表明在同一個(gè)磁場(chǎng)中的同一個(gè)位置處，不管電流I、導(dǎo)線長(zhǎng)度L怎樣改變，導(dǎo)線所受安培力F與IL的比值B ；（2）在不同的磁場(chǎng)中，或者是在同一個(gè)磁場(chǎng)的不同位置處，一般說(shuō)來(lái)比值B ；（3）同樣的通電導(dǎo)線，在比值B越大的地方，受到的安培力F也越大，表示該處的磁場(chǎng)越強(qiáng)； 2磁感應(yīng)強(qiáng)度： ； 通電導(dǎo)線的長(zhǎng)度L要短一些（便于測(cè)量磁場(chǎng)中某一點(diǎn)的磁場(chǎng)強(qiáng)弱）；通電導(dǎo)線的電流I要小一些（不至于影響原來(lái)的磁場(chǎng)）；這一小段通電導(dǎo)線要與磁場(chǎng)方向垂直放置； 磁感應(yīng)強(qiáng)度B是矢量，它的方向就是磁場(chǎng)的方向（當(dāng)然也是磁感線上任意一點(diǎn)的切線方向，或者是小磁針在該點(diǎn)時(shí) 的受力方向，或者是小磁針?lè)旁谠擖c(diǎn)靜止時(shí) 的指向，或者是小磁針?lè)旁?/p>

15、該點(diǎn)時(shí) 的轉(zhuǎn)動(dòng)方向）； 在同一個(gè)磁場(chǎng)中，磁感線分布越密的地方，磁感應(yīng)強(qiáng)度B越大磁場(chǎng)越強(qiáng)； 磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位： ； 3勻強(qiáng)磁場(chǎng)：（1） 特點(diǎn)：（2） 產(chǎn)生方法：四、安培力的方向左手定則：伸開(kāi)左手，使大拇跟其余四個(gè)手指垂直，并且都跟手掌在一個(gè)平面內(nèi)，把手放入磁場(chǎng)中，讓磁感線垂直穿入手心，并使伸開(kāi)的四指指向電流的方向，那么，大拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的受力方向。例1在磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一條與磁場(chǎng)方向垂直的通電導(dǎo)線，電流為2A，那么導(dǎo)線上長(zhǎng)為30cm的一段所受到的安培力是多大？如果將該導(dǎo)線拿走，那么該導(dǎo)線所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度是多少？ 例2關(guān)于電場(chǎng)強(qiáng)度E和磁感強(qiáng)度B下列說(shuō)法正確

16、的是：（ ） A放在電場(chǎng)中某點(diǎn)的試探電荷q所受到的電場(chǎng)力F與q的比值就是該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度E； B放在磁場(chǎng)中某點(diǎn)的長(zhǎng)度為L(zhǎng)的試探電流I所受到的安培力F與IL的比值就是該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B； C放在電場(chǎng)中某點(diǎn)的試探電荷q所受到的電場(chǎng)力F的方向就是該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度的方向； D放在磁場(chǎng)中某點(diǎn)的長(zhǎng)度為L(zhǎng)的試探電流I所受到的安培力F的方向就是該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向； E試探電荷q所受電場(chǎng)力為零的地方，電場(chǎng)強(qiáng)度就為零； F試探電流I所受安培力為零的地方，磁感應(yīng)強(qiáng)度就為零； G同樣的試探電荷，放在電場(chǎng)強(qiáng)度越大的地方受到的電場(chǎng)力就越大； H同樣的試探電流，放在磁感應(yīng)強(qiáng)度越大的地方受到的安培力就越大；BI 例3BIB

17、BII在下圖中標(biāo)出通電導(dǎo)線所受安培力的方向、或者是標(biāo)出磁感線的方向、或者是標(biāo)出電流的方向、或者是標(biāo)出電源的正負(fù)極。從C向A看畫(huà)出AC桿所BAC受安培力的方向的平面示意圖IFBIb左右aII 例4如圖所示為兩根互相平行的通電直導(dǎo)線a、b的橫截面圖，a、b中的電流方向已在圖中標(biāo)出。那么導(dǎo)線a中的電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感線的環(huán)繞方向及導(dǎo)線b所受的磁場(chǎng)力的方向應(yīng)分別是：（ ） A磁感線順時(shí)針?lè)较?，磁?chǎng)力向左 B磁感線順時(shí)針?lè)较?，磁?chǎng)力向右 C磁感線逆時(shí)針?lè)较?，磁?chǎng)力向左 D磁感線逆時(shí)針?lè)较?，磁?chǎng)力向右BIFC例5如圖所示，標(biāo)出了磁場(chǎng)B的方向、通電直導(dǎo)線中的電流I的方向、通電直導(dǎo)線所受磁場(chǎng)力F的方向，判斷是

18、否正確（ ） IBBDIBBCIBBIBBA 例6如圖所示，圖中標(biāo)出了電流方向與磁感線的方向，其中正確的是：（ ）AK左右 例7如圖所示，均勻繞制的螺線管水平放置，在其正中心的上方附近用絕緣細(xì)線水平吊起通電直導(dǎo)線A，A與螺線管垂直，“ ”表示 例7圖導(dǎo)線中電流的方向垂直于紙面向里。電鍵K閉合后，A受到的通電螺線管磁場(chǎng)的作用力的方向是：（ ）D左K下右上軟鐵芯 A水平向左； B水平向右； C豎直向下； D豎直向上 例8如圖所示，D為置于電磁鐵兩極間的一段通電直導(dǎo)線，電流方向垂直于紙面向里。在電鍵K接通后，導(dǎo)線D所受磁場(chǎng)力的方向是：（ ） A向上； B向下； C向左； D向右 例9關(guān)于垂直于磁場(chǎng)方

19、向的通電直導(dǎo)線所受磁場(chǎng)作用力的方向，正確的說(shuō)法是：BI A跟磁場(chǎng)方向垂直，跟電流方向平行； B跟電流方向垂直，跟磁場(chǎng)方向平行； C既跟磁場(chǎng)方向垂直，又跟電流方向垂直； D既不跟磁場(chǎng)方向垂直，又不跟電流方向垂直； 例10如圖所示，標(biāo)出了磁場(chǎng)B的方向、通電直導(dǎo)線中 例10圖電流I的方向，那么，通電直導(dǎo)線所受磁場(chǎng)力的方向是：（ ） A向右； B向左； C垂直于紙面向外； D垂直于紙面向里（三）電流表的工作原理教學(xué)要求：1知道電流表的基本構(gòu)造應(yīng)利用教具、掛圖或幻燈片，讓學(xué)生清楚電流表的基本結(jié)構(gòu)介紹結(jié)構(gòu)時(shí)要說(shuō)明各部分的作用2知道電流表測(cè)電流大小和方向的基本原理根據(jù)線圈中的電流方向判斷線圈兩邊的受力情況指

20、針的偏轉(zhuǎn)情況螺旋彈簧的扭轉(zhuǎn)力矩力矩平衡，讀出電流。反方向。第三節(jié)、電流表的工作原理學(xué)案一、 有關(guān)磁電式電流表的常識(shí)1、可以測(cè)量電流的強(qiáng)弱和電流的方向。2、指針轉(zhuǎn)過(guò)的角度與通過(guò)電流表的電流強(qiáng)度成正比。3、優(yōu)點(diǎn)：可以測(cè)出很微弱的電流；缺點(diǎn)：允許通過(guò)電流表的的電流很小，一般幾十微安或幾毫安。二、 構(gòu)造主要構(gòu)造有：線圈、軟鐵心、磁鐵、螺旋彈簧、指針等。三、 工作原理 1、 蹄形磁鐵和鐵心間的磁場(chǎng)是均勻的輻向分布的，不管通電線圈轉(zhuǎn)到什么角度，它的平面都跟磁感線平行。當(dāng)電流通過(guò)線圈的時(shí)候，線圈跟鐵拄軸線平行的兩邊都受到安培力的作用，在這兩個(gè)力的作用下，線圈發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，螺旋彈簧被扭動(dòng)，螺旋彈簧就會(huì)

21、產(chǎn)生阻礙線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的力（其大小與線圈轉(zhuǎn)過(guò)的角度成正比）。當(dāng)這種阻礙線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的力增大到同安培力平衡時(shí)，線圈停止轉(zhuǎn)動(dòng)。 2、測(cè)電流的大小：磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力與電流成正比，因而線圈中的電流越大，安培力越大，線圈和指針偏轉(zhuǎn)的角度也就越大。因而，可以根據(jù)指針偏轉(zhuǎn)的角度的大小，可以知道電流的強(qiáng)弱。 3、測(cè)電流的方向：當(dāng)通過(guò)線圈的電流方向改變時(shí)，安培力的方向隨著改變，指針的偏轉(zhuǎn)方向也隨著改變。因此，根據(jù)指針的 偏轉(zhuǎn)方向，可以知道被測(cè)電流的方向 鞏固練習(xí)： 1、電流表是測(cè)定電流的 和 的電學(xué)儀器。 2、蹄形磁鐵和鐵心間的磁場(chǎng)是 分布的，不管線圈轉(zhuǎn)道什么角度，它的平面都跟磁感線 。 3、磁電式電流表的優(yōu)點(diǎn)是什么？

22、缺點(diǎn)是是什么？ 4、電流表的指針在什么情況下才靜止在某一刻度。（四）磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用教學(xué)要求：1理解洛倫茲力洛倫茲力是磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力。教材根據(jù)磁場(chǎng)對(duì)電流有作用力和電流是電荷的定向運(yùn)動(dòng)提出假設(shè)：磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有作用力再通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證這一結(jié)論的正確性“推理一假設(shè)一實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證”體現(xiàn)了科學(xué)研究最基本的思維方法，要讓學(xué)生認(rèn)真體會(huì)2會(huì)用公式F=qvB解答有關(guān)問(wèn)題知道電荷運(yùn)動(dòng)方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向平行時(shí)，電荷受到的洛倫茲力最小，等于零；電流方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直時(shí)，電荷受到的洛倫茲力最大等于F=qvB條件是：vB（上述為大綱的要求）。對(duì)于當(dāng)速度v與B的夾角為的情況，F(xiàn)=qvBsin，可以向?qū)W生介紹

23、。解題時(shí)，由于原子核、離子和電子等微粒的重力遠(yuǎn)小于洛倫茲力，可以忽略他們的重力影響。3會(huì)用左手定則解答有關(guān)帶電粒子在磁場(chǎng)中受力方向的問(wèn)題洛倫茲力的方向有左手定則判斷，必須注意運(yùn)動(dòng)電荷是正電荷，v的方向是電流方向。如果是負(fù)電荷，v的方向跟電流方向相反。電子束在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)的演示實(shí)驗(yàn)，是驗(yàn)證左手定則很好的例子，也可以作為練習(xí)使用左手定則的課堂練習(xí)洛倫茲力的方向垂直于v和B所決定的平面。給出磁場(chǎng)方向、電荷方向及洛倫茲力方向中的任意兩個(gè)方向，應(yīng)能根據(jù)左手定則判斷第三個(gè)物理量的方向。第四節(jié) 磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用學(xué)案 一、洛倫茲力1 定義：運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的作用力，叫洛倫茲力。 通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的安

24、培力，是大量運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)。 2 洛倫茲力的方向：利用左手定則判斷，伸開(kāi)左手，使大拇指跟其余四指垂直，且處于同一平面內(nèi)，把手放入磁場(chǎng)中，讓磁場(chǎng)線垂直穿過(guò)手心，四指指向正電荷運(yùn)動(dòng)的方向（或負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的反方向），那么拇指所指的方向就是電荷的受力方向。3 洛倫茲力的大?。海?）、推導(dǎo)：若有一段長(zhǎng)度為L(zhǎng)的通電導(dǎo)線，橫截面積為S，單位體積中含有的自由電荷數(shù)為n，每個(gè)自由電荷的電量為q，定向移動(dòng)的速率為v，將這段導(dǎo)線垂直磁場(chǎng)方向放入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場(chǎng)中所受的安培力為F安，則有（2）結(jié)論：洛倫茲力的大小為 注意適用條件是 當(dāng)帶電粒子沿著磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，洛倫茲力為多少？ 當(dāng)帶電粒子不

25、沿磁感線運(yùn)動(dòng)，也不垂直磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，受到的洛倫茲力是怎樣的？ ；4、洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷不做功。因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)電荷受到的洛倫茲力，始終垂直于運(yùn)動(dòng)方向，只改變速度的方向，不改變速度的大小，所以洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷始終不做功。重要應(yīng)用：運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到洛倫茲力的作用，運(yùn)動(dòng)方向會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，這一點(diǎn)對(duì)地球上的生命來(lái)說(shuō)具有非常重要的意義。從太陽(yáng)或其他星球上，時(shí)刻都有大量的高能粒子流放出，稱為宇宙射線。這些高能粒子流如果到達(dá)地球，將對(duì)地球上的生物帶來(lái)危害。慶幸的是，地球周?chē)嬖诘卮艌?chǎng)，地磁場(chǎng)改變宇宙射線中帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向，使它們不能到達(dá)地球，對(duì)宇宙射線起到一定的阻礙作用。 二、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 1、當(dāng)

26、帶電粒子沿著磁感線進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，如果不計(jì)重力，將做 運(yùn)動(dòng)。 2、當(dāng)帶電粒子垂直于磁感線進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，如果不計(jì)重力，將做怎樣的運(yùn)動(dòng)？ 是類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)嗎？鞏固練習(xí)：例1判定下列各圖中，帶電粒子所受洛侖茲力的方向、或帶電粒子的電性、或帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向 B B B f f B f a b 例2帶電為+q的粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的是：（ ） A只要速度大小相同，粒子所受洛侖茲力就一定相同 B如果把+q改為q，且速度反向大小不變，則洛侖茲力的大小和方向都不變 C洛侖茲力方向一定與電荷速度方向垂直，磁場(chǎng)方向一定與電荷運(yùn)動(dòng)方向垂直 D如果粒子只受洛侖茲力的作用，則粒子的動(dòng)能和動(dòng)量都不變12例3、

27、依運(yùn)動(dòng)軌跡，判斷圖中帶電粒子的電性。 例4、質(zhì)量為m，帶電粒子為q的帶電粒子，以速率v垂直進(jìn)入如圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)。v求：磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度及帶電粒子的電性。 （五）帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 質(zhì)譜儀教學(xué)要求： 1理解帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)情況。（1）帶電粒子的速度方向v磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向平行時(shí)：勻速直線。（2）帶電粒子的速度方向v磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向垂直時(shí)：勻速圓周運(yùn)動(dòng)。做好教材中的演示實(shí)驗(yàn)。對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析：（l）分析洛倫茲力的方向。（2）啟發(fā)學(xué)生分析粒子受洛倫茲力的方向和速度的方向都在與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直的平面內(nèi)，故粒子總在這一平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)（3）引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)洛倫茲力總與速度方向

28、垂直的特點(diǎn)，得出速度大小不變，方向在變（由功的定義的出：洛倫茲力對(duì)粒子不做功）（4）根據(jù)質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的條件，得出粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的結(jié)論*（3）帶電粒子的速度方向v磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向的夾角為是，螺旋運(yùn)動(dòng)。2會(huì)推導(dǎo)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑、周期公式，并會(huì)用它們解答有關(guān)問(wèn)題（1）有運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系，分析粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由洛倫茲力提供，從而讓學(xué)生推導(dǎo)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑、周期公式。并分析半徑、周期的大小與那些因素有關(guān)。（2）帶電粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的圓心、半徑及運(yùn)動(dòng)時(shí)間的確定：圓心的確定：圓周軌跡上的任意兩點(diǎn)的洛侖茲力的方向的延長(zhǎng)線的交點(diǎn)就是圓心。半徑的確

29、定和計(jì)算：圓心確定之后常常用平面幾何知識(shí)，常用解三角形的方法用去解其半徑。在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間的確定：求運(yùn)動(dòng)時(shí)間一般先求出運(yùn)動(dòng)軌跡所對(duì)應(yīng)的圓心角，然后可用tT/360º公式計(jì)算。（3）帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)（電場(chǎng)、磁場(chǎng)和重力場(chǎng)）所謂復(fù)合場(chǎng)是指電場(chǎng)、磁場(chǎng)和重力場(chǎng)并存的情況，這些場(chǎng)的特點(diǎn)是：電場(chǎng)力和重力對(duì)帶電粒子做功與路徑無(wú)關(guān)，而磁場(chǎng)力對(duì)帶電粒子不做功。當(dāng)電粒子在復(fù)合場(chǎng)中所受的合外力為零時(shí)，所處狀態(tài)是靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)；當(dāng)電粒子在復(fù)合場(chǎng)中所受的合外力只充當(dāng)向心力時(shí)，粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)；當(dāng)電粒子在復(fù)合場(chǎng)中所受的合外力變化且與速度不在一條直線上時(shí)，粒子做非勻變速曲線運(yùn)動(dòng)。上述情況，關(guān)鍵是在受力

30、分析上，而后可用牛頓運(yùn)動(dòng)定律，動(dòng)量定理和動(dòng)量守恒定律或動(dòng)能定理去求解。3知道質(zhì)譜儀的工作原理 *對(duì)物理公式的定性理解很重要，它不但有助于學(xué)生對(duì)公式的記憶，更重要的是，能夠幫助學(xué)生理解相應(yīng)的物理過(guò)程和物理規(guī)律教學(xué)中要引導(dǎo)學(xué)生對(duì)半徑公式和周期公式的定性理解，讓學(xué)生根據(jù)學(xué)過(guò)的力學(xué)知識(shí)理解為什么軌道半徑與粒子質(zhì)量和粒子速度成正比，與粒子電荷量和磁感應(yīng)強(qiáng)度成反比；為什么運(yùn)動(dòng)周期與粒子質(zhì)量成正比，與粒子電荷量和磁感應(yīng)強(qiáng)度成反比；為什么運(yùn)動(dòng)周期與粒子速度和軌道半徑無(wú)關(guān)（六）回旋加速器教學(xué)要求：1知道回旋加速器的基本構(gòu)造和加速原理本節(jié)從學(xué)生已經(jīng)學(xué)過(guò)的知識(shí)人手，先簡(jiǎn)單介紹直線加速器的設(shè)想，然后引出回旋加速器，并

31、對(duì)兩種加速器進(jìn)行評(píng)述引導(dǎo)學(xué)生思維，開(kāi)闊學(xué)生思路帶電粒子在D形盒中運(yùn)動(dòng)的半徑為：，在一個(gè)D形盒內(nèi)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為：。由上式可以看出：粒子在一個(gè)D形盒內(nèi)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間跟帶電粒子的荷質(zhì)比和磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小有關(guān)，跟帶電粒子的速度和軌道半徑的大小無(wú)關(guān)。帶電粒子從加速器中飛出時(shí)的速度為：，R是最后半周的軌道半徑。2知道加速器的基本用途第五節(jié)、帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)學(xué)案思考：1、 帶電粒子在磁場(chǎng)中是否一定受到洛侖茲力？2、 帶電粒子沿著磁感線進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)會(huì)做什么運(yùn)動(dòng)？3、 帶電粒子垂直磁感線進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)會(huì)做什么運(yùn)動(dòng)？一、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)1、 當(dāng)帶電粒子垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中時(shí)，粒子在垂直磁場(chǎng)方向的平面

32、內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，向心力由洛侖茲力充當(dāng)，洛侖茲力不做功。注意：做圓周運(yùn)動(dòng)的條件：帶電粒子垂直于磁場(chǎng)方向進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，2、 半徑和周期公式（1） 推導(dǎo)：（2） 帶電粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑：帶電粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的周期：例、，它們以下列情況垂直進(jìn)入同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，求軌道半徑之比：（1） 具有相同的速度（2） 具有相同的動(dòng)量（3） 具有相同的動(dòng)能例、如圖所示，一質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子從容器A下方小孔S1飄入電勢(shì)差為U的加速電場(chǎng)，然后讓粒子垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場(chǎng)中，最后打到底片D上。（不計(jì)重力）（1） 粒子在S1區(qū)做什么運(yùn)動(dòng)？（2） 在S2區(qū)做什么運(yùn)動(dòng)，在S3區(qū)做什么運(yùn)動(dòng)？（3） 假如粒子沿一半圓運(yùn)

33、動(dòng)打到底片D上，則帶電粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑是多少？二、質(zhì)譜儀工作原理 質(zhì)譜儀是利用磁場(chǎng)和電場(chǎng)控制帶電粒子運(yùn)動(dòng)的精密儀器，它是測(cè)量帶電粒子的質(zhì)量和分析同位素的重要工具，其結(jié)構(gòu)如下圖所示，容器A中含有電荷量相同而質(zhì)量微小差別的帶電粒子經(jīng)過(guò)S1和S2之間電場(chǎng)加速，它們進(jìn)入磁場(chǎng)將沿著不同的半徑做圓周運(yùn)動(dòng)，打到照相底片的不同地方，在底片上 形成若干的譜線狀細(xì)條，叫質(zhì)譜線，每一條譜線對(duì)應(yīng)于一定的質(zhì)量。從譜線的位置可以知道圓周運(yùn)動(dòng)的半徑。如果再已知帶電粒子的電荷量，就可以算出它質(zhì)量，這種儀器叫質(zhì)譜儀。鞏固練習(xí)：1、在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一帶電粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如果又順利垂直進(jìn)入另一磁感應(yīng)強(qiáng)度為2倍的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則：

34、、粒子的速度加倍，周期減半、粒子速率不變，軌道半徑減半、粒子的速率減半，軌道半徑變?yōu)樵淼摹⒘Ｗ拥乃俾什蛔?，周期半徑變?yōu)樵淼?2、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是：、帶電粒子進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)后，一定做勻速圓周運(yùn)動(dòng)、靜止的帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，將會(huì)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中將會(huì)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)、洛侖茲力和運(yùn)動(dòng)方向垂直時(shí)，帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中一定做勻速圓周運(yùn)動(dòng)閱讀：安培分子電流假說(shuō) 磁性材料大綱中有這兩個(gè)知識(shí)點(diǎn)，要納入正常的教學(xué)內(nèi)容。本節(jié)的重點(diǎn)1安培分子環(huán)流假說(shuō)的實(shí)質(zhì)。2正確理解磁現(xiàn)象電本質(zhì)3磁性材料的物理特性磁場(chǎng)單元總結(jié)磁場(chǎng)磁場(chǎng)的來(lái)源磁鐵周?chē)娏髦車(chē)\(yùn)動(dòng)電荷周?chē)艌?chǎng)描述磁感應(yīng)強(qiáng)

35、度大?。悍较颍盒〈裴槺睒O受力的方向磁感線閉合曲線切線方向磁場(chǎng)方向疏密磁場(chǎng)強(qiáng)弱磁場(chǎng)力的性質(zhì)對(duì)電流的作用安培力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用洛倫茲力一、知識(shí)網(wǎng)絡(luò)二、重點(diǎn)和難點(diǎn)分析1、會(huì)用右手螺旋定則判斷通電直導(dǎo)線、環(huán)形電流、通電螺線管的磁場(chǎng)。對(duì)于通電直導(dǎo)線，大拇指沿著電流方向，那么四指的環(huán)繞方向就是直導(dǎo)線磁場(chǎng)方向；對(duì)于環(huán)形電流和通電螺線管，四指沿著電流的方向，那么大拇指所制的方向就是環(huán)形電流和通電螺線管內(nèi)部的磁場(chǎng)方向。2、通電電流受到的安培力的大?。寒?dāng)通電導(dǎo)線沿著磁感線放置時(shí)，通電導(dǎo)線受到的安培力為0，當(dāng)通電導(dǎo)線垂直磁感線放置時(shí)，通電導(dǎo)線受到的安培力為最大為F=BIL，當(dāng)通電導(dǎo)線與磁感線不垂直也不平行時(shí)，通電導(dǎo)

36、線受到的安培力不要求掌握。通電電流受到的安培力的方向：用左手定則來(lái)判定。伸開(kāi)左手，使大拇跟其余四個(gè)手指垂直，并且都跟手掌在一個(gè)平面內(nèi)，把手放入磁場(chǎng)中，讓磁感線垂直穿入手心，并使伸開(kāi)的四指指向電流的方向，那么，大拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中的受力方向。3、磁感應(yīng)強(qiáng)度B是描述磁場(chǎng)方向和強(qiáng)弱的物理量。磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B=（F為通電電流垂直于磁感線方向放置時(shí)受到的力），磁場(chǎng)中某一點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向就是該點(diǎn)磁場(chǎng)的方向，就是磁感線上某一點(diǎn)的磁感線方向，也是小磁針靜止時(shí)北極所指的方向，也是小磁針北極的受力方向。4、磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷作用力洛侖茲力。（1）大?。寒?dāng)運(yùn)動(dòng)電荷沿著磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)受到磁場(chǎng)力洛侖茲力

37、為0。當(dāng)運(yùn)動(dòng)電荷垂直于磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)受到磁場(chǎng)力洛侖茲力為f洛=BqV當(dāng)運(yùn)動(dòng)電荷不垂直于磁感線運(yùn)動(dòng)，也不沿磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)受到磁場(chǎng)力洛侖茲力不要求掌握。當(dāng)電荷不運(yùn)動(dòng)時(shí)，不受洛侖茲力。（2）方向：左手定則使大拇指跟其余四指垂直，且處于同一平面內(nèi)，把手放入磁場(chǎng)中，讓磁場(chǎng)線垂直穿入手心，四指指向正電荷運(yùn)動(dòng)的方向（或負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的反方向），那么拇指所指的方向就是電荷的受力方向。 注意：洛侖茲力一定與磁場(chǎng)方向垂直，也一定與運(yùn)動(dòng)電荷的速度方向垂直，但運(yùn)動(dòng)電荷的速度方向與磁場(chǎng)方向不一定垂直。5、電場(chǎng)力和洛侖茲力的對(duì)比比較內(nèi)容電場(chǎng)力洛侖茲力產(chǎn)生條件處在電場(chǎng)中的電荷（不論是靜止，還是運(yùn)動(dòng)），都受到電場(chǎng)力電荷運(yùn)動(dòng)，而且運(yùn)動(dòng)

38、方向與磁場(chǎng)方向不平行。大小F=EqF=BqV（B垂直于V）方向與E在一條直線上，正電荷受到的力方向與E方向相同，負(fù)電荷受到的電場(chǎng)力方向與E相反垂直于V和B所確定的平面，符合左手定則。作用效果做功與路徑無(wú)關(guān)?？筛淖冸姾傻乃俣鹊拇笮『头较?qū)﹄姾刹蛔龉ΑＶ桓淖兯俣鹊姆较?，而不改變速度的大小?、力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系 物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)，則物體所受合力為零。物體做變速直線運(yùn)動(dòng)，則合力與速度方向共線，即垂直于運(yùn)動(dòng)方向的合力為零。帶電粒子垂直于磁感線做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則帶電粒子所受的合力為洛論茲力帶電粒子在磁場(chǎng)中做復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)時(shí)，常用動(dòng)能定理來(lái)解。7、對(duì)于回旋加速器 電場(chǎng)變化的周期（D形盒間加速電壓變化的

39、周期），就是帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期：即T= 通過(guò)回旋加速器，帶電粒子獲得的最大速度的計(jì)算：BqVm=（其中R為回旋加速器的最大半徑） 帶電粒子的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)充練習(xí)一、偏轉(zhuǎn)角問(wèn)題1、一束電子（電量為e）以速度V射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，寬度為d的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，穿出時(shí)方向發(fā)生了600的偏轉(zhuǎn)。求電子質(zhì)量表達(dá)式和飛行時(shí)間。2、如圖所示的區(qū)域內(nèi)，有方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B。一束電子流沿圓形磁場(chǎng)半徑方向以速度V射入磁場(chǎng)。電子束經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)后，其速度方向與原方向成角。設(shè)電子質(zhì)量為m，電量為e。求磁場(chǎng)區(qū)域圓的半徑。二、有界場(chǎng)問(wèn)題3、矩形磁場(chǎng)區(qū)域的長(zhǎng)為L(zhǎng)，寬為L(zhǎng)/2，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。質(zhì)量為m，電量為e的電子沿矩形磁場(chǎng)的

40、上方邊界射入磁場(chǎng)。欲使該電子由下方邊界穿出磁場(chǎng)，求電子速率V的取值范圍。 L/2 L4、電子的電量為e，質(zhì)量為m，自X軸上的某點(diǎn)以速度V垂直X軸進(jìn)入上方為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。在X軸下方有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B/2的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。畫(huà)出在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)一個(gè)周期的運(yùn)動(dòng)軌跡，求出一周期經(jīng)歷的時(shí)間是多少？一周期內(nèi)沿X軸方向位移是多大？ B B/2 5、【97高考】如圖，在x軸上方存在一垂直紙面向外的磁感強(qiáng)度B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。在原點(diǎn)O處有一個(gè)粒子源向x軸上方的各個(gè)方向發(fā)射出電量為+q，質(zhì)量為m，速率都V的粒子。對(duì)那些可在紙面內(nèi)運(yùn)動(dòng)的粒子，在磁場(chǎng)中可能達(dá)到的最大x= ，最大y= 。 y x o6、帶電粒子質(zhì)量為m，電量為q，以平行

41、于OX軸的速度V從Y軸上的a點(diǎn)射入圖中第一象限所示區(qū)域。為了使該帶電粒子能夠從X軸上的b點(diǎn)以垂直于OX軸的速度V射出，可在適當(dāng)?shù)牡胤郊右粋€(gè)垂直于XY軸平面的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。若此磁場(chǎng)僅分布在一個(gè)圓形區(qū)域內(nèi)，試求出其圓形區(qū)域的最小半徑（不計(jì)重力） Y a V b X7、在半徑為r的圓筒中，有沿筒的軸線方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，一個(gè)質(zhì)量為m、電量為+q的粒子以速度從筒壁A處沿半徑方向垂直于磁場(chǎng)方向射入筒中，它在筒中只受洛侖茲力的作用且與筒壁發(fā)生沒(méi)有能量損失的彈性碰撞，欲使粒子與筒壁相碰撞多次后仍從A點(diǎn)處射出，則B必須滿足什么條件？ A8、垂直向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)只分布在半徑為d的圓形區(qū)域內(nèi)

42、，bc為直徑、ab為圓周的1/3，有兩個(gè)不同的粒子均從a點(diǎn)射入速度方向指向圓心，粒子甲打到b點(diǎn)，粒子乙打到c點(diǎn)，若粒子甲乙進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度之比是13 ，則它們?cè)诖艌?chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比是： c o ba9、如圖所示，環(huán)狀勻強(qiáng)磁場(chǎng)圍成的中空區(qū)域內(nèi)，具有束縛帶電粒子的作用，中空區(qū)域中的帶電粒子，只要速度不是很大，都不會(huì)穿出磁場(chǎng)的外邊緣，設(shè)環(huán)狀磁場(chǎng)的內(nèi)半徑R1=10cm，外半徑R2=20cm， 磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T，被束縛的帶電粒子是質(zhì)子（荷質(zhì)比q/m=l08C/kg），試計(jì)算質(zhì)子的速度必須大于 時(shí)才有可能穿出磁場(chǎng)（中空區(qū)域中質(zhì)子具有各個(gè)方向的速度）。若要粒子全 R2部射出，則粒子的最小速度為 。

43、R 1 10、電量為q，質(zhì)量為m的帶電粒子以垂直與磁場(chǎng)方向的速度從A點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)，且第一次通過(guò)磁場(chǎng)中的C點(diǎn)所經(jīng)過(guò)的時(shí)間為t，若速度方向跟AC連線的夾角為rad，由此可知?jiǎng)驈?qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為_(kāi)，第三次經(jīng)過(guò)C點(diǎn)所用時(shí)間是_ 【2m/qt ； 2t /（+1）】 V0 A C11、很長(zhǎng)的平行邊界面M、N、P間距分別為L(zhǎng)1與L2，其間分別有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1與B2的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)，磁場(chǎng)方向均垂直紙面向里，已知B1B2，一帶正電的粒子電量為q，質(zhì)量為m、以0的速度垂直邊界M與磁場(chǎng)方向射入MN間磁場(chǎng)區(qū)，試討論粒子速度0應(yīng)滿足什么條件，才能通過(guò)兩個(gè)磁場(chǎng)區(qū)，并從邊界面P射出。（不計(jì)粒子重力）【0（B1L1+B2L2）q /m】 M N P m B1 B2 q 0 L1 L212、M、N為豎直放置，彼此平行的兩塊平板，板間距離為d兩板中央各有一個(gè)小孔O、O/ 正對(duì)，板間有垂直紙面方向的磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化如圖，有一群正離子從t=0時(shí)刻垂直于M板從小孔O射入磁場(chǎng)，已知離子質(zhì)量為m，帶電量為q，離子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期與磁感應(yīng)強(qiáng)度變化的周期都為T(mén)0，不考慮由于磁場(chǎng)變化而引起的電場(chǎng)的影響，不計(jì)重力，求：（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度B0的大小?！?2m/qT0)】（2）要使離子從O/ 垂直N板射出磁場(chǎng)，離子射入磁場(chǎng)時(shí)的速度應(yīng)多大？【d/2kT0 k=1，2，3， 】M N B B0 O