磁场对电流的作用和运动电荷

：，，与磁场方向成θ时的力大小和力作用下通电导体的运动问题为难点来设计教学。教学中可首先由磁感强度定义式B=F/IL导出力F=BIL，并强调这一的成立条为多大呢？引导学生把磁感强度B分解为两个分量，导出F=BILsinθ。在给出力大小的计算之后可向学生提问力的方向怎样确定？引导学生回顾初中学过的左手定则。鉴于左手定则的重要性要求从各个角度再演示一下左手定则内容，这样既体调力的方向总是既垂直于磁方向又垂直于电流方向，教学中要注意纠正学生可能产生：，，在磁场对动电荷作用这分内容教学中力的小方向特点为点以带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动为难点组织教学，在力大小和方向的教学中可从是力的宏体现发学生推导力fqvnθ和应用左手定判定其向在应左手定判断力方向时向学生调一是手定则中的四指指向流方向（电荷运动向，与负荷运动方向相；二是力方向垂直于磁场电荷速确定的面，进引出对运动电不做功重要结。学习力F=BIL时，要弄清它的成立条件是电流与磁场垂直，它对非匀强磁场也是成立的，只要B是电流I处的磁感强度即可。判断力方向时要把左手定则与“思重点①力大小：当电流与磁场平行时，F=0；当电流与磁场垂直时，F=BIL当电流与磁场夹角为θ时，F=BILsinθ（此种情况只作了解，高考不作要求。②力方3-疑点①对F=BIL的理解：F=BIL的成立条件是电流I与磁场B垂直，BI在电流与磁场垂直的前提下，若导线是弯曲的，也可以应用求力，此时中的L22（a（b22 力分别为22四指与电流方向一致即可。这种情况在判断电流与磁场不垂直时应用。难点①力作用下导体受力问题的处理方法。这类问题属力学问题，可按处②定性判断通导线或线在力用下运动方问题的几种方。一是电元法即把整段电流分成很多段直线电流元，先用左手定则判断出小段电流元受到的力的方向再判断整电流受的合力方向而定导体的动方向二特殊位分析法即把通电体转到个便于析的殊位（如转过90°判断力向从3-23（）ABO和BO断A段受力垂纸面向，OB段受力垂直面向里如图-23（b90°见图3-2（再左手定判定受向下由述分析知线在逆针通螺线管等效成个环形流或条磁铁四是利结即利用平行3-24（a）N3-24（b）所示，电磁极间相互作用可知线圈向磁铁运3-24（c）所示，由于平行同向电流3-重点①力大小f=qvB，即电荷在垂直于磁场方向运动时，磁场对运动疑点①电荷在磁场中运动，当v⊥B时f=qvB，其它情况磁力大小如何呢？vBθf=qvBsinθvB，f=0；v与B垂直时，f=qvB，其它情况不作要求。②用左手定则判断力方向时，四指指向难点力对运动电荷不做功由于磁力f始终与电荷运动速度v垂直f3-重点①电荷若垂直进入匀强磁场只在力作用下一定做匀速圆周运动Rmv。③周期为T2m 关系，或者其它几何关系计算出圆心角θ的大小，由t

T例1 25所示。已知磁感强度B=1T，求图3-25中各导线所受力的大小和方向。3-于（b）由左手定则知力垂直导线水平向右，其大小为F=BIL=1×0.1×0.2=0.02N。对F=BIL=0.02N。23-26（a）AB、CD通以方向相同的电流时，

3-电流间的作用是通过磁场来完成的，要分析ABCD产生的磁场，如知，CDAB，即平行同向电流是相互吸引的。同样的办法可以得出平行33-27Lm的导线AB，用软导线悬挂在方向水平的B的强磁场中。现要使悬线的张力为零，则导线中通入的电流强度多大？方向

3-例 从右向左看顺时针转动并远离从右向左看逆时针转动并靠近

3-90º时，利用平行同向电流相吸引的结论可知，L2要靠近L1B。5带量为+q的粒子在匀强磁场中运动，下列说法中正确的是（，力大小不但与电荷速度有关，还与粒子速度方向有关，速度方向不同力动能不变，力可改变速度方向，使动量的方向不断发生变化，即动量变化，D错。，例6图3-29各图已标出磁场方向电荷运动方向电荷所受力方向三者中的两

3-（a）（b）（c）（d）7Lm，带有电荷+qv。摆球向左摆过最低点时 力f1方向竖直向下，如图3-30所示，由向心 得：T1mgf1 L所以T1mgf1

L

mgqvB

L

。当向右摆过最低点时，力f2竖直上，有

mgmv2/L T2mgf2

L

mgBqv

L

例8 如图3-31所示带电粒子在匀强磁场中按图中轨迹运动， 粒子运动方向是粒子运动方向是粒子穿过金属板时动能损失，速度变小，由rmv变小。由此可判定粒子运动方向是edcba。由粒子的运动途径，且力方向沿半径指向A、C正确。93-32所示，一束电子（e）vB的匀强磁d30º，则电子的质量是，穿过磁场的时间是。3-A、BO点，O点即是圆心。由几何知识可知，AB r=d/sin3º=2dr=mv/qB 电子在磁场中运动时间v

，T1

dEB的大小。

3-由于带电微粒所受力与v垂直，电场力方向与电场线平行可知微粒一定还受重f就应斜向右下与v垂直，这样粒子所受合外力不为零，粒子不能作匀速直线运动。所以粒B

2mgEmg 2020（1903（19041938（19131939（1942（19451952（1945，（1954（1954（19571961（19601979（1981信息专家发明了因特网（90年代。是相同的，电场强度大小E=4.0V/m，磁感强度的大小B=0.15T。今有一带负电的质点以q/m以及磁场所有可能的方向（角度可用反三角函数表示。3-34所示，质点的速度垂直纸(vB)2(vB)2E(200.152g(vB)2g(vB)2Em

1.96C/kg3-qEsinqvBcostgvB200.150.75arctg0.5 g(vB)2g(vB)2EqEcosθ+qvBsinθ=mg

qm

1.96CkgvB arctg0.75，即磁场是沿着与重力方向夹角θ=arctg0.75vBE

垂直射入磁场中的电荷受到的力大小为f=qvB，方向与电荷的速度方向垂直、与垂直射入匀强磁场的电荷，只 力作用下做匀速圆周运动，其轨变半径为mv，周期为T2m 不变）m的砝码后，又重新平衡，由此可知（B．磁感强度方向垂直纸面向里，大小为mg/2NILDmg/2NIL

3-m1g=m2g+m3g+NBILm3为线圈质量。电流反向m1g=m2g+m3g+mg-NBILB=mg/2NIL。BE1和αE2E1:E2等于（4:1B.1:1C.1:2D.rmv

P,E

12

p2

联立解得E

q2B2r

q所以 m3-36离子，可得出结论（3-E经过正交磁场不发生偏转的离子受力必须满足qvB=Eq，即v B rmv及T2m可知，C、D 如图3-37所示，带电液滴从h高处自由落下，进入一个匀强电场与匀强磁场相互速圆周运动，则圆周运动的半径R= 3-2场区作匀速圆周运动知，Eq=mg……②，力提供向心力，qvB=mv2/R……③。①、② ③联立可求得 3-38（a）xboxvxoyB3-1Rmv MN，M、Nr1MN

2R

。

3-13-39A、BmA3kgmB2kg1 带电量q75CCBmc10kg。A、B、CB=10TBAv0=10m/sBCAB9m/s，CAACAA（g=10m/s2ABCmAv0=mAvA1+mBvB,解得vm=7.5m/smAvA1=mAvA2+mCvCvA2=8.25m/sA3-3-41所示的电流I时，每根金属丝的张力为。3- 图3- 图3- 图3-AABB．发生转动，同时远离导线ABCABD．不转动，但远离导线AB如图3-43所示一根长直导线穿载有恒定电流的金属圆环的圆心且垂直于环的平面 B.沿环半径向 3-44L，导轨平面与水平面成a角，放在磁感强度为3-3-46BvF的相互关系b、f、v两两垂直，这四个图，画得正确的是（3-关于力和力，下列说法正确的是（ （ 3-47所示。小球飞离桌子边缘后，最后落在地板上，设飞行时间为t1s1v1t2，水平射程s2v2，则（3-A B.C. D.如图3-48所示，一速度为v0，电量为q的正离子恰能直线飞出离子速度选择器。选择器磁感强度为B，电场强度为E，则（ 1v，将往下偏（其它不变23-qAvB的匀强磁场，另一个带电量为2q的粒子C以速度2v垂直射入相同的磁场，则A、C受到的力的大小比为。原来磁感强度2倍的匀强磁场，则（ C1/4 图3-49所示，水平导线中有恒定电流I通过，导线正下方的电子初速度方向