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周练九——《磁场》 【知识要点】 1．磁场：磁场是存在于 的一种物质，对处于其中的磁体、电流、运动电荷有力的作用，所有的磁现象都是通过 而发生的相互作用． 2．磁感线：（1）磁感线是徦想曲线的并不是客观存在的（2）磁感线是闭合曲线。磁体的外部是 。磁体的内部是 （3）磁感线的 表示磁场的强弱，磁感线上某点的 方向表示该点的磁场方向（4）安培定则：大姆指指向电流方向或者磁场方向，四指弯曲的方向指向 方向或者 方向。 （5）熟记常用的几种磁场的磁感线空间分布 （6）匀强磁场：磁感应强度 和 处处相同的区域，叫匀强磁场. 3．磁场对通电导线的作用力 （1）安培力：通电导线在磁场中受到的作用力叫做安培力． （2）大小：F＝ （θ是I与B的夹角），当通电导线与磁场方向 时，安培力有最大值；当通电导线与磁场方向平行时，安培力等于 。 （3）方向：用 定则来判定，安培力F的方向既与磁场方向垂直，又与通电导线垂直,即F跟 和 所在的面垂直．但B与I的方向不一定垂直． 4．磁感应强度：表示磁场强弱的物理量，是 量，它的大小B （当Ｂ的方向垂直于电流方向时），它的方向就是磁场方向，也是磁感线的切线方向或者小磁针N极受力方向，单位是特斯拉，符号T． 5.洛伦兹力：（1）洛仑兹力: 对 电荷的作用力（2）大小：F ，θ是v、B之间的夹角,当带电粒子的运动方向与磁场方向互相 时，F＝0；当带电粒子的运动方向与磁场方向互相 时，f qvB，只有运动电荷在磁场中才有可能受到洛伦兹力作用。 （3）方向：使用 定则判定洛伦兹力方向时，伸出左手，让拇指跟四指垂直，且处于同一平面内，让磁感线穿过手心，四指指向 运动方向（当是负电荷时，四指指向与电荷运动方向 ）则拇指所指方向就是该电荷所受洛伦兹力的方向．洛伦兹力f的方向既垂直于磁场B的方向，又垂直于运动电荷的速度v的方向，即f总是垂直于B和v所在的平面。 7．带电粒子以一定的初速度垂直于匀强磁场方向进入，只受洛仑兹力时，带电粒子做匀速圆周运动其轨迹半径r ，其运动周期T （与速度大小和轨道半径 关）． 6．洛仑兹力的应用实例： 1 带电粒子在磁场中运动的圆心、半径及时间的确定: a.用几何知识确定圆心并求半径: 轨迹中任意两点（大多是射入点和出射点）的F或半径方向，其延长线的交点即为圆心。然后利用几何关系找半径。b.确定轨迹所对应的圆心角，计算出圆心角θ的大小，再由公式t θT/2π可求出运动时间．c.注意圆周运动中有关对称的规律:如从同一边界射入的粒子，从同一边界射出时，速度与边界的夹角相等；在圆形磁场区域内，沿径向射入的粒子，必沿径向射出． 2 质谱仪: 主要用于测量粒子的比荷、质量、研究同位素。 原理：加速场中：qU mv2/2 速度选择器中：v E/B1 偏转场中：d＝2r，qvB2＝mv2/r 比荷：q/m 2E/B1B2d 质量：m B1B2dq/2E 3 回旋加速器： a.组成：两个D形盒，大型电磁铁，高频振荡交变电压，两缝间可形成电压U b.作用：电场用来对粒子 ，磁场用来使粒子 ，高能粒子是研究微观物理的重要手段． c要求：粒子在磁场中做圆周运动的周期等于交变电源的变化周期． d.回旋加速器最后使粒子得到的能量，可由公式Ek mv2/2 q2B2R2/2m来计算，在粒子电量q、质量m和磁感应强度B一定的情况下，回旋加速器的半径R越大，粒子的能量就越 ． 【典型例题】 例一、如图所示，小磁针放在螺线管的内部，开始时，小磁针处在水平面上，并可以自由转动，则当开关闭合后，小磁针的状态为（ ） A．小磁针在水平面上转动，最终N极水平向左 B．小磁针在水平面上转动，最终N极水平向右 C．小磁针在竖直面内转动，最终N极竖直向上 D．小磁针在竖直面内转动，最终N极竖直向下 例二、如图所示，两根垂直纸面平行固定放置的直导线M和N，通有同向等值电流沿纸面与直导线M、N等距放置另一根可自由移动的通电导线ab，则通电导线ab在安培力作用下运动的情况是A.沿纸面逆时针转动B.沿纸面顺时针转动C.a端转向纸外，b端转向纸里D.a端转向纸里，b端转向纸外 .磁铁对桌面压力增大 B.磁场对桌面压力减小 C.桌面对磁铁没有摩擦力 D.桌面对磁铁摩擦力向右 例三、电子与质子速度相同，都从O点射入匀强磁场区，则图中画出的四段圆弧，哪两个是电子和质子运动的可能轨迹 A．a是电子运动轨迹，d是质子运动轨迹 B．b是电子运动轨迹，c是质子运动轨迹 C．c是电子运动轨迹，b是质子运动轨迹 D．d是电子运动轨迹，a是质子运动轨迹 变式1、如图所示一束电子（电量为e）以速度垂直射入磁感应强度为B，宽度为d的匀强磁场中，穿过磁场时速度方向与原来入射方向的夹角是30°，子在磁场中运动时间之比为（