高三物理磁場對運動電荷的作用

10.如圖8所示，矩形線圈面積為S，放在勻強磁場中，開始處于水平位置a，磁場與線圈平面夾角為θ，在線圈繞其一邊順時針轉(zhuǎn)過90°到達豎直位置b的過程中，線圈中的磁通量改變了多少?10.解析：11.半徑為r、電流為，I1的通電圓環(huán)圓心a處的磁感應(yīng)強度為B，在圓環(huán)下方距圓心a為L的地方水平放置一根電流為I2的無限長直導(dǎo)線MN時，圓環(huán)圓心a處的磁感應(yīng)強度變?yōu)榱?，設(shè)圓環(huán)平面與長直導(dǎo)線在同一豎直平而內(nèi)，如圖9所示，求：（1）根據(jù)對稱性，長直導(dǎo)線電流I2在導(dǎo)線正下方L處的b點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小是多少？方向如何？（2）如果把圓環(huán)平移到b點，使圓環(huán)的圓心與b點重合，則圓環(huán)電流I1與直線電流I2在b點產(chǎn)生的合磁場的磁感應(yīng)強度大小是多少？方向如何？11.解析：（1）圓環(huán)電流在圓心a處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小為B，方向垂直于紙面向外，加上直導(dǎo)線后，a處的磁感應(yīng)強度為0，說明，直線電流I2在a處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度為零，說明，直線電流I2在a處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度大小為B，方向垂直于紙面向外。（2）當(dāng)把圓環(huán)平移到b點后，圓環(huán)電流I1在b點產(chǎn)生的磁感應(yīng)器強度為B，方向垂直于紙面向外；和直導(dǎo)線電流I2在b點產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度合成后，可得：b點的磁感應(yīng)強度大小為2B，方向垂直于紙面向外。答案：（1）B垂直于紙面向外（2）2B垂直于紙面向外12.（2011·濟寧模擬）粗細均勻的直導(dǎo)線ab的兩端懸掛在兩根相同的彈簧下邊，ab恰好處在水平位置（如圖10所示）。已知ab的質(zhì)量為m=10g，長度L=60cm，沿水平方向與ab垂直的勻強磁場的磁感應(yīng)強度B=0.4T。（1）要使兩根彈簧能處在自然狀態(tài)，既不被拉長，也不被壓縮，ab中應(yīng)沿什么方向、通過多大的電流?（2）當(dāng)導(dǎo)線中有方向從a到b、大小為0.2A的電流通過時，兩根彈簧均被拉長了△x=1mm，求該彈簧的勁度系數(shù)。（3）當(dāng)導(dǎo)線中由b到a方向通過0.2A的電流時兩根彈簧被拉長多少?(取g=9.6m／s2=9.6N／kg)12.解析：（1）只有當(dāng)ab受到磁場力方向豎直向上且大小等于ab的重力時，兩根彈簧才能處于自然狀態(tài)，根據(jù)左手定則，ab中的電流應(yīng)由a到b，電流的大小由mg=BIL求得答案：（1）由a到b0.4A（2）當(dāng)導(dǎo)線中通過由a到b的電流時，受到豎直向上的磁場力作用，被拉長的兩根彈簧對ab有豎直向上的拉力，同時ab受豎直向下的重力平衡時平衡方程為BIL+2k△x=mg，可得彈簧的勁度系數(shù)答案：（2）24N/m（3）當(dāng)電流方向由b向a時，ab所受磁場力豎直向下，這時的平衡方程為：2k△x'=mg+BIL由此式可求出兩根彈簧被拉伸的長度為答案：0.003m磁場對運動電荷的作用教材1、試判斷下圖中的帶電粒子剛進入磁場時所受的洛倫茲力的方向。vvBvBB甲乙丙教材1、試判斷下圖中的帶電粒子剛進入磁場時所受的洛倫茲力的方向。vFvFBvBBF垂直于紙面向外甲乙丙

作用在通電導(dǎo)體上的安培力是磁場對運動電荷作用力的宏觀表現(xiàn).IF

洛倫茲力是安培力的微觀本質(zhì).

問題1:

有一段通電導(dǎo)線,橫截面積為S,單位體積中含有自由電荷為n,每個自由電荷的電荷量為q，定向移動的平均速度為v，則通過導(dǎo)體的電流I為多少?

問題1:

有一段通電導(dǎo)線,橫截面積為S,單位體積中含有自由電荷為n,每個自由電荷的電荷量為q，定向移動的平均速度為v，則通過導(dǎo)體的電流I為多少?

問題2:

若導(dǎo)線的長度為L，將這段導(dǎo)線垂直于磁場方向放入磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中所受的安培力F為多少?IF

問題2:

若導(dǎo)線的長度為L，將這段導(dǎo)線垂直于磁場方向放入磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中所受的安培力F為多少?IF(1)若v//B,則f=0每個運動電荷受到的磁場力:(3)若v與B成

角,則f=qvBsin

(2)若v⊥B,則f=qvB【例1】帶電荷量為+q的粒子在勻強磁場中運動，下面說法中正確的是（）A.只要速度大小相同，所受洛倫茲力就相同B.如果把+q改為-q，且速度反向大小不變，則洛倫茲力的大小和方向均不變C.洛倫茲力方向一定與電荷速度方向垂直，磁場方向一定與電荷運動方向垂直D.粒子只受到洛倫茲力時，運動的速度、動能均不變【例1】帶電荷量為+q的粒子在勻強磁場中運動，下面說法中正確的是（）A.只要速度大小相同，所受洛倫茲力就相同B.如果把+q改為-q，且速度反向大小不變，則洛倫茲力的大小和方向均不變C.洛倫茲力方向一定與電荷速度方向垂直，磁場方向一定與電荷運動方向垂直D.粒子只受到洛倫茲力時，運動的速度、動能均不變BP131T1.帶電粒子（重力不計）穿過飽和蒸汽時，在它走過的路徑上飽和蒸汽便凝成小液滴，從而顯示了粒子的徑跡，這是云室的原理，如圖8-2-4所示是云室的拍攝照片，云室中加了垂直于照片向外的勻強磁場，圖中oa、ob、oc、od都是從o點出發(fā)的四種粒子的徑跡，下列說法中正確的是（）A.四種粒子都帶正電B.四種粒子都帶負電C.打到a、b點的粒子帶正電D.打到c、d點的粒子帶正電P131T1.帶電粒子（重力不計）穿過飽和蒸汽時，在它走過的路徑上飽和蒸汽便凝成小液滴，從而顯示了粒子的徑跡，這是云室的原理，如圖8-2-4所示是云室的拍攝照片，云室中加了垂直于照片向外的勻強磁場，圖中oa、ob、oc、od都是從o點出發(fā)的四種粒子的徑跡，下列說法中正確的是（）A.四種粒子都帶正電B.四種粒子都帶負電C.打到a、b點的粒子帶正電D.打到c、d點的粒子帶正電DP131T2.（2011?深圳調(diào)研）如圖8-2-5所示，電子槍射出的電子束進入示波管，在示波管正下方有豎直放置的通電環(huán)形導(dǎo)線，則示波管中的電子束將（）A.向上偏轉(zhuǎn)B.向下偏轉(zhuǎn)C.向紙外偏轉(zhuǎn)D.向紙里偏轉(zhuǎn)A.向上偏轉(zhuǎn)B.向下偏轉(zhuǎn)C.向紙外偏轉(zhuǎn)D.向紙里偏轉(zhuǎn)AP131T2.（2011?深圳調(diào)研）如圖8-2-5所示，電子槍射出的電子束進入示波管，在示波管正下方有豎直放置的通電環(huán)形導(dǎo)線，則示波管中的電子束將（）1．若v∥B，帶電粒子不受洛倫茲力，在勻強磁場中做___________運動．2．若v⊥B，帶電粒子僅受洛倫茲力作用，在垂直于磁感線的平面內(nèi)以入射速度v做___________運動．二、帶電粒子在勻強磁場中的運動狀態(tài)1．若v∥B，帶電粒子不受洛倫茲力，在勻強磁場中做___________運動．2．若v⊥B，帶電粒子僅受洛倫茲力作用，在垂直于磁感線的平面內(nèi)以入射速度v做___________運動．勻速直線二、帶電粒子在勻強磁場中的運動狀態(tài)1．若v∥B，帶電粒子不受洛倫茲力，在勻強磁場中做___________運動．2．若v⊥B，帶電粒子僅受洛倫茲力作用，在垂直于磁感線的平面內(nèi)以入射速度v做___________運動．勻速直線勻速圓周二、帶電粒子在勻強磁場中的運動狀態(tài)3、推導(dǎo)帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的圓半徑r、運動周期T,與粒子的速度v和磁場的強度B的關(guān)系表達式。設(shè)粒子的電量為q，質(zhì)量為m。1）圓周運動的半徑3、推導(dǎo)帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的圓半徑r、運動周期T,與粒子的速度v和磁場的強度B的關(guān)系表達式。設(shè)粒子的電量為q，質(zhì)量為m。1）圓周運動的半徑2）圓周運動的周期3）拓展：粒子的動能與半徑R關(guān)系2）圓周運動的周期3）拓展：粒子的動能與半徑R關(guān)系2）圓周運動的周期在勻強磁場中做勻速圓周運動的帶電粒子,軌道半徑跟運動速率成正比;周期跟軌道半徑和運動速率均無關(guān)；軌道半徑越大，動能越大3）拓展：粒子的動能與半徑R關(guān)系三、帶電粒子在有界勻強磁場中做勻速圓周運動的分析1.確定圓心的兩種方法（1）已知入射點、出射點、入射方向和出射方向時，可通過入射點和出射點分別作垂直于入射方向和出射方向的直線，兩條直線的交點就是圓弧軌道的圓心（如圖8-2-4甲所示，圖中P為入射點，M為出射點）。（2）已知入射點和出射點的位置時，可以通過入射點作入射方向的垂線，連接入射點和出射點，作其中垂線，這兩條垂線的交點就是圓弧軌道的圓心（如圖8-2-4乙所示，P為入射點，M為出射點）。2.半徑的確定

用幾何知識（勾股定理、三角函數(shù)等）求出半徑大小．3.運動時間的確定t＝T或t＝T或t＝式中α為粒子運動的圓弧所對應(yīng)的圓心角，T為周期，s為運動軌跡的弧長，v為線速度。dBeθv教材2、如圖所示,一束電子(電量為e)以速度v垂直射入磁感應(yīng)強度為B、寬度為d的勻強磁場,穿透磁場時的速度與電子原來的入射方向的夾角為300.求:(1)電子的質(zhì)量m(2)電子在磁場中的運動時間tdBeθvO教材2、如圖所示,一束電子(電量為e)以速度v垂直射入磁感應(yīng)強度為B、寬度為d的勻強磁場,穿透磁場時的速度與電子原來的入射方向的夾角為300.求:(1)電子的質(zhì)量m(2)電子在磁場中的運動時間tdBeθvO教材2、如圖所示,一束電子(電量為e)以速度v垂直射入磁感應(yīng)強度為B、寬度為d的勻強磁場,穿透磁場時的速度與電子原來的入射方向的夾角為300.求:(1)電子的質(zhì)量m(2)電子在磁場中的運動時間tdBeθvO教材2、如圖所示,一束電子(電量為e)以速度v垂直射入磁感應(yīng)強度為B、寬度為d的勻強磁場,穿透磁場時的速度與電子原來的入射方向的夾角為300.求:(1)電子的質(zhì)量m(2)電子在磁場中的運動時間t1)可以通過入射點和出射點作垂直于入射方向和出射方向的直線,交點就是軌跡的圓心。dBeθvOdBev變式、如圖所示,一束電子(電量為e)以速度v垂直射入磁感應(yīng)強度為B、寬度為d的勻強磁場,穿透磁場時的位置與入射位置在豎直方相距為y。求:(1)電子的質(zhì)量m(2)電子在磁場中的運動時間tydBev變式、如圖所示,一束電子(電量為e)以速度v垂直射入磁感應(yīng)強度為B、寬度為d的勻強磁場,穿透磁場時的位置與入射位置在豎直方相距為y。求:(1)電子的質(zhì)量m(2)電子在磁場中的運動時間tydBev變式、如圖所示,一束電子(電量為e)以速度v垂直射入磁感應(yīng)強度為B、寬度為d的勻強磁場,穿透磁場時的位置與入射位置在豎直方相距為y。求:(1)電子的質(zhì)量m(2)電子在磁場中的運動時間tydBev變式、如圖所示,一束電子(電量為e)以速度v垂直射入磁感應(yīng)強度為B、寬度為d的勻強磁場,穿透磁場時的位置與入射位置在豎直方相距為y。求:(1)電子的質(zhì)量m(2)電子在磁場中的運動時間tydBevO變式、如圖所示,一束電子(電量為e)以速度v垂直射入磁感應(yīng)強度為B、寬度為d的勻強磁場,穿透磁場時的位置與入射位置在豎直方相距為y。求:(1)電子的質(zhì)量m(2)電子在磁場中的運動時間tydBevO變式、如圖所示,一束電子(電量為e)以速度v垂直射入磁感應(yīng)強度為B、寬度為d的勻強磁場,穿透磁場時的位置與入射位置在豎直方相距為y。求:(1)電子的質(zhì)量m(2)電子在磁場中的運動時間ty2)可以通過入射點作入射方向的