物理磁场对电流和运动电荷的作用课件(鲁科版选修).pptVIP

* * 本章优化总结 专题归纳整合 章末综合检测 本章优化总结 知识网络构建 知识网络构建 专题归纳整合 关于安培力作用下导体的平衡问题 1．要正确地对通电导体进行受力分析，特别是安培力的方向，牢记安培力的方向既和B垂直又和I垂直． 2．由于B、I、L的方向关系涉及三维的立体空间，为便于分析，要选择合理的角度，将立体图转化为平面图(俯视图、剖视图、侧视图等)．在平面图中要突出B、I的方向，然后根据左手定则进一步确定安培力的方向．处理物体受力的方法仍为直接合成法和正交分解法． 质量为m＝0.02 kg的通电细杆ab置于倾角为θ＝37°的平行放置的导轨上，导轨的宽度d＝0.2 m，杆ab与导轨间的动摩擦因数μ＝0.4，磁感应强度B＝2 T的匀强磁场与导轨平面垂直且方向向下，如图6－1所示．现调节滑动变阻器的触头，试求出为使杆ab静止不动，通过ab杆的电流范围． 例1 图6－1 【精讲精析】　如图6－2甲、乙所示是电流最大和最小两种情况下杆ab的受力情况，根据图甲列式如下： F1－mgsinθ－f1＝0，N－mgcosθ＝0，f1＝μN，F1＝BImaxd，解上述方程得：Imax＝0.46 A； 根据图乙列式如下： F2＋f2－mgsinθ＝0，N－mgcosθ＝0，f2＝μN，F2＝BImind，解上述方程得Imin＝0.14 A， 因此电流范围是0.14 A≤I≤0.46 A. 图6－2 【答案】　0.14 A≤I≤0.46 A 带电粒子在有界磁场中的运动 有界匀强磁场指在局部空间存在着匀强磁场，带电粒子从磁场区域外垂直磁场方向射入磁场区域，在磁场区域内经历一段匀速圆周运动，也就是通过一段圆弧后离开磁场区域．由于运动的带电粒子垂直磁场方向，从磁场边界进入磁场的方向不同，或磁场区域边界不同，造成带电粒子在磁场中运动的圆弧轨道各有不同，可以从图6－3中看出，有时也会出现多解问题． 图6－3 例2 如图6－4甲所示，PN和MQ两板平行且板间存在垂直纸面向里的匀强磁场，两板之间的距离及PN和MQ的长度均为d.一带正电的质子从PN板的正中间O点以速度v0垂直射入磁场．已知质子带电荷量为e，质量为m，为使质子能射出两板间，试求磁感应强度B的大小． 图6－4 “磁偏转”与“电偏转”的区别 所谓“电偏转”与“磁偏转”是分别利用电场和磁场对运动电荷施加作用，从而控制其运动方向，但电场和磁场对电荷的作用特点不同，因此这两种偏转有明显的差别. 例3 【答案】　(1)1×104 m/s　(2)30° (3)4×10－2 m　1.45×10－5 s 关于带电粒子在复合场中的运动问题 1. 正确分析带电粒子(带电体)的受力特征 带电粒子(带电体)在复合场中做什么运动，取决于带电粒子(带电体)所受的合外力及其初始速度．带电粒子(带电体)在磁场中所受的洛伦兹力还会随速度的变化而变化，而洛伦兹力的变化可能会引起带电粒子(带电体)所受的其他力的变化，因此应把带电粒子(带电体)的运动情况和受力情况结合起来分析，注意分析二者的相互关系，通过正确的受力分析和运动情况分析，明确运动过程和运动性质，选择恰当的运动规律解决问题． 2．灵活选用力学规律 (1)当带电粒子(带电体)在复合场中做匀速运动时，要根据平衡条件列方程求解． (2)当带电粒子(带电体)在复合场中做匀速圆周运动时，一般同时应用牛顿第二定律和平衡条件列方程求解． (3)当带电粒子(带电体)在复合场中做非匀变速曲线运动时，常选用动能定理或能量守恒定律列方程求解． (4)由于带电粒子(带电体)在复合场中受力情况复杂，运动情况多变，常常出现临界问题，这时应以题目中的“恰好”、“最大”、“最高”、 “至少”等词语为突破口，挖掘隐含条件，根据隐含条件列出辅助方程，再与其他方程联立求解． 例4 如图6－6所示，水平向左的匀强电场E＝4 V/m，垂直纸面向里的匀强磁场B＝2 T．质量m＝1 g的带正电的小物块A，从M点沿绝缘粗糙的竖直壁无初速滑下，滑行了0.8 m到N点时离开竖直壁做曲线运动，在P点时小物块A瞬时受力平衡，此时速度与水平方向成45°.若P与N的高度差为0.8 m(g取10 m/s2)，求： (1)A沿壁下滑过程中摩擦力所做的功； (2)P与N的水平距离． 图6－6 【答案】　(1)－6×103 J　(2)0.6 m 图6－7