高三物理磁场对运动电荷的作用

10.如图8所示，矩形线圈面积为S，放在匀强磁场中，开始处于水平位置a，磁场与线圈平面夹角为θ，在线圈绕其一边顺时针转过90°到达竖直位置b的过程中，线圈中的磁通量改变了多少?10.解析：11.半径为r、电流为，I1的通电圆环圆心a处的磁感应强度为B，在圆环下方距圆心a为L的地方水平放置一根电流为I2的无限长直导线MN时，圆环圆心a处的磁感应强度变为零，设圆环平面与长直导线在同一竖直平而内，如图9所示，求：（1）根据对称性，长直导线电流I2在导线正下方L处的b点产生的磁感应强度大小是多少？方向如何？（2）如果把圆环平移到b点，使圆环的圆心与b点重合，则圆环电流I1与直线电流I2在b点产生的合磁场的磁感应强度大小是多少？方向如何？11.解析：（1）圆环电流在圆心a处产生的磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外，加上直导线后，a处的磁感应强度为0，说明，直线电流I2在a处产生的磁感应强度为零，说明，直线电流I2在a处产生的磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外。（2）当把圆环平移到b点后，圆环电流I1在b点产生的磁感应器强度为B，方向垂直于纸面向外；和直导线电流I2在b点产生的磁感应强度合成后，可得：b点的磁感应强度大小为2B，方向垂直于纸面向外。答案：（1）B垂直于纸面向外（2）2B垂直于纸面向外12.（2011·济宁模拟）粗细均匀的直导线ab的两端悬挂在两根相同的弹簧下边，ab恰好处在水平位置（如图10所示）。已知ab的质量为m=10g，长度L=60cm，沿水平方向与ab垂直的匀强磁场的磁感应强度B=0.4T。（1）要使两根弹簧能处在自然状态，既不被拉长，也不被压缩，ab中应沿什么方向、通过多大的电流?（2）当导线中有方向从a到b、大小为0.2A的电流通过时，两根弹簧均被拉长了△x=1mm，求该弹簧的劲度系数。（3）当导线中由b到a方向通过0.2A的电流时两根弹簧被拉长多少?(取g=9.6m／s2=9.6N／kg)12.解析：（1）只有当ab受到磁场力方向竖直向上且大小等于ab的重力时，两根弹簧才能处于自然状态，根据左手定则，ab中的电流应由a到b，电流的大小由mg=BIL求得答案：（1）由a到b0.4A（2）当导线中通过由a到b的电流时，受到竖直向上的磁场力作用，被拉长的两根弹簧对ab有竖直向上的拉力，同时ab受竖直向下的重力平衡时平衡方程为BIL+2k△x=mg，可得弹簧的劲度系数答案：（2）24N/m（3）当电流方向由b向a时，ab所受磁场力竖直向下，这时的平衡方程为：2k△x'=mg+BIL由此式可求出两根弹簧被拉伸的长度为答案：0.003m磁场对运动电荷的作用教材1、试判断下图中的带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向。vvBvBB甲乙丙教材1、试判断下图中的带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向。vFvFBvBBF垂直于纸面向外甲乙丙

作用在通电导体上的安培力是磁场对运动电荷作用力的宏观表现.IF

洛伦兹力是安培力的微观本质.

问题1:

有一段通电导线,横截面积为S,单位体积中含有自由电荷为n,每个自由电荷的电荷量为q，定向移动的平均速度为v，则通过导体的电流I为多少?

问题1:

有一段通电导线,横截面积为S,单位体积中含有自由电荷为n,每个自由电荷的电荷量为q，定向移动的平均速度为v，则通过导体的电流I为多少?

问题2:

若导线的长度为L，将这段导线垂直于磁场方向放入磁感应强度为B的匀强磁场中所受的安培力F为多少?IF

问题2:

若导线的长度为L，将这段导线垂直于磁场方向放入磁感应强度为B的匀强磁场中所受的安培力F为多少?IF(1)若v//B,则f=0每个运动电荷受到的磁场力:(3)若v与B成

角,则f=qvBsin

(2)若v⊥B,则f=qvB【例1】带电荷量为+q的粒子在匀强磁场中运动，下面说法中正确的是（）A.只要速度大小相同，所受洛伦兹力就相同B.如果把+q改为-q，且速度反向大小不变，则洛伦兹力的大小和方向均不变C.洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直，磁场方向一定与电荷运动方向垂直D.粒子只受到洛伦兹力时，运动的速度、动能均不变【例1】带电荷量为+q的粒子在匀强磁场中运动，下面说法中正确的是（）A.只要速度大小相同，所受洛伦兹力就相同B.如果把+q改为-q，且速度反向大小不变，则洛伦兹力的大小和方向均不变C.洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直，磁场方向一定与电荷运动方向垂直D.粒子只受到洛伦兹力时，运动的速度、动能均不变BP131T1.带电粒子（重力不计）穿过饱和蒸汽时，在它走过的路径上饱和蒸汽便凝成小液滴，从而显示了粒子的径迹，这是云室的原理，如图8-2-4所示是云室的拍摄照片，云室中加了垂直于照片向外的匀强磁场，图中oa、ob、oc、od都是从o点出发的四种粒子的径迹，下列说法中正确的是（）A.四种粒子都带正电B.四种粒子都带负电C.打到a、b点的粒子带正电D.打到c、d点的粒子带正电P131T1.带电粒子（重力不计）穿过饱和蒸汽时，在它走过的路径上饱和蒸汽便凝成小液滴，从而显示了粒子的径迹，这是云室的原理，如图8-2-4所示是云室的拍摄照片，云室中加了垂直于照片向外的匀强磁场，图中oa、ob、oc、od都是从o点出发的四种粒子的径迹，下列说法中正确的是（）A.四种粒子都带正电B.四种粒子都带负电C.打到a、b点的粒子带正电D.打到c、d点的粒子带正电DP131T2.（2011·深圳调研）如图8-2-5所示，电子枪射出的电子束进入示波管，在示波管正下方有竖直放置的通电环形导线，则示波管中的电子束将（）A.向上偏转B.向下偏转C.向纸外偏转D.向纸里偏转A.向上偏转B.向下偏转C.向纸外偏转D.向纸里偏转AP131T2.（2011·深圳调研）如图8-2-5所示，电子枪射出的电子束进入示波管，在示波管正下方有竖直放置的通电环形导线，则示波管中的电子束将（）1．若v∥B，带电粒子不受洛伦兹力，在匀强磁场中做___________运动．2．若v⊥B，带电粒子仅受洛伦兹力作用，在垂直于磁感线的平面内以入射速度v做___________运动．二、带电粒子在匀强磁场中的运动状态1．若v∥B，带电粒子不受洛伦兹力，在匀强磁场中做___________运动．2．若v⊥B，带电粒子仅受洛伦兹力作用，在垂直于磁感线的平面内以入射速度v做___________运动．匀速直线二、带电粒子在匀强磁场中的运动状态1．若v∥B，带电粒子不受洛伦兹力，在匀强磁场中做___________运动．2．若v⊥B，带电粒子仅受洛伦兹力作用，在垂直于磁感线的平面内以入射速度v做___________运动．匀速直线匀速圆周二、带电粒子在匀强磁场中的运动状态3、推导带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的圆半径r、运动周期T,与粒子的速度v和磁场的强度B的关系表达式。设粒子的电量为q，质量为m。1）圆周运动的半径3、推导带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的圆半径r、运动周期T,与粒子的速度v和磁场的强度B的关系表达式。设粒子的电量为q，质量为m。1）圆周运动的半径2）圆周运动的周期3）拓展：粒子的动能与半径R关系2）圆周运动的周期3）拓展：粒子的动能与半径R关系2）圆周运动的周期在匀强磁场中做匀速圆周运动的带电粒子,轨道半径跟运动速率成正比;周期跟轨道半径和运动速率均无关；轨道半径越大，动能越大3）拓展：粒子的动能与半径R关系三、带电粒子在有界匀强磁场中做匀速圆周运动的分析1.确定圆心的两种方法（1）已知入射点、出射点、入射方向和出射方向时，可通过入射点和出射点分别作垂直于入射方向和出射方向的直线，两条直线的交点就是圆弧轨道的圆心（如图8-2-4甲所示，图中P为入射点，M为出射点）。（2）已知入射点和出射点的位置时，可以通过入射点作入射方向的垂线，连接入射点和出射点，作其中垂线，这两条垂线的交点就是圆弧轨道的圆心（如图8-2-4乙所示，P为入射点，M为出射点）。2.半径的确定

用几何知识（勾股定理、三角函数等）求出半径大小．3.运动时间的确定t＝T或t＝T或t＝式中α为粒子运动的圆弧所对应的圆心角，T为周期，s为运动轨迹的弧长，v为线速度。dBeθv教材2、如图所示,一束电子(电量为e)以速度v垂直射入磁感应强度为B、宽度为d的匀强磁场,穿透磁场时的速度与电子原来的入射方向的夹角为300.求:(1)电子的质量m(2)电子在磁场中的运动时间tdBeθvO教材2、如图所示,一束电子(电量为e)以速度v垂直射入磁感应强度为B、宽度为d的匀强磁场,穿透磁场时的速度与电子原来的入射方向的夹角为300.求:(1)电子的质量m(2)电子在磁场中的运动时间tdBeθvO教材2、如图所示,一束电子(电量为e)以速度v垂直射入磁感应强度为B、宽度为d的匀强磁场,穿透磁场时的速度与电子原来的入射方向的夹角为300.求:(1)电子的质量m(2)电子在磁场中的运动时间tdBeθvO教材2、如图所示,一束电子(电量为e)以速度v垂直射入磁感应强度为B、宽度为d的匀强磁场,穿透磁场时的速度与电子原来的入射方向的夹角为300.求:(1)电子的质量m(2)电子在磁场中的运动时间t1)可以通过入射点和出射点作垂直于入射方向和出射方向的直线,交点就是轨迹的圆心。dBeθvOdBev变式、如图所示,一束电子(电量为e)以速度v垂直射入磁感应强度为B、宽度为d的匀强磁场,穿透磁场时的位置与入射位置在竖直方相距为y。求:(1)电子的质量m(2)电子在磁场中的运动时间tydBev变式、如图所示,一束电子(电量为e)以速度v垂直射入磁感应强度为B、宽度为d的匀强磁场,穿透磁场时的位置与入射位置在竖直方相距为y。求:(1)电子的质量m(2)电子在磁场中的运动时间tydBev变式、如图所示,一束电子(电量为e)以速度v垂直射入磁感应强度为B、宽度为d的匀强磁场,穿透磁场时的位置与入射位置在竖直方相距为y。求:(1)电子的质量m(2)电子在磁场中的运动时间tydBev变式、如图所示,一束电子(电量为e)以速度v垂直射入磁感应强度为B、宽度为d的匀强磁场,穿透磁场时的位置与入射位置在竖直方相距为y。求:(1)电子的质量m(2)电子在磁场中的运动时间tydBevO变式、如图所示,一束电子(电量为e)以速度v垂直射入磁感应强度为B、宽度为d的匀强磁场,穿透磁场时的位置与入射位置在竖直方相距为y。求:(1)电子的质量m(2)电子在磁场中的运动时间tydBevO变式、如图所示,一束电子(电量为e)以速度v垂直射入磁感应强度为B、宽度为d的匀强磁场,穿透磁场时的位置与入射位置在竖直方相距为y。求:(1)电子的质量m(2)电子在磁场中的运动时间ty2)可以通过入射点作入射方向的