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例 一质子沿着与磁场垂直的方向运动, 在某点它的速率为 . 由实验测得这时质子所受的洛仑兹力为 . 求该点的磁感强度的 大小. 解 由于 与垂直 ，可得 问 1）洛仑兹力作不作功？ 2）负电荷所受的洛仑兹力方向？ 3）安培力与洛仑兹力的关系？ 二、带电粒子在均匀磁场中运动 1. 2. × 3. q v⊥ v∥ R θ L 磁聚焦 三、荷质比的测定 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . + - A A’ K + d L . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 速度选择器 切断纵向电源，电子束将作圆周运动，半径为： 电子的荷质比： 发射电子 阳极准直 2次电子 1 汤姆逊法 d L + - o 撤掉B有： d L + - o 上述计算的条件 电子比荷 切断去掉磁场，电子束先将做抛物线运动，再做直线运动： 2 磁聚焦法 在KA间加电压?U，则从A小孔的出射电子的动能为： 四、回旋加速器 1932年劳伦斯研制第一台回旋加速器的D型室.此加速器可将质子和氘核加速到 1MeV的能量，为此1939年劳伦斯获得诺贝尔物理学奖. 回旋加速器原理图 N S B O ~ N 频率与半径无关 D形盒 俯视图：正离子 核心部分为：D形盒，D形盒之间隙窄，两盒之间接交变电源，其间置粒子源；每盒内部的电场很弱。功能为： D形盒隙间电场加速带电粒子， D形盒内磁控粒子运动方向----圆运动。 运动速度与磁场垂直的带电粒子将作圆周运动，半径为： 霍耳电压 I + + + + + + - - - - - 五、霍尔效应 霍耳电压： 霍耳灵敏度 六、等离子体的磁约束 等离子体（Plasma）是由部分电子被剥夺后的原子及原子被电离后产生的离子化气体状物质，它广泛存在于宇宙中，常被视为是除去固、液、气外，物质存在的第四态。台湾叫电浆，占整个宇宙的99% ，用人工方法，如核聚变、核裂变、辉光放电及各种放电都可产生等离子体。等离子体物理的发展为材料、能源、信息、环境空间，空间物理，地球物理等科学的进一步发展提新的技术和工艺。 带电粒子在磁场中沿螺旋线运动，且B愈大，R愈小。 磁场能够横向约束带电粒子的运动，能否纵向约束？ 我们知道带电粒子做圆周运动，相当于一个小线圈，电流I=qv，面积S=?RR，其磁矩： 可以证明在梯度不大的非均匀磁场中，M是常数。当带电粒子从强磁场运动到弱磁场时，横向动能将按比例增加，又由于洛伦兹力不做功，总动能不变： 当某处的强磁场特别强时，此时的纵向动能接近0，带电粒子不再前行，而被约束。 磁镜 当然，入射平行速度大的带电粒子会从两端逃离，解决的办法是用环形磁场： 1958年人造卫星发现：在地球上空几k km-20k km存在环绕地球的辐射带-范艾伦辐射带，是由于地球两极的磁场强、中间弱，空间中质子、电子被地磁场捕获，组成发光带。 5个教案 1、静电感应 2、尖端放电 3、电流的磁效应 4、电磁感应 5、带电粒子在磁场中的运动 6、磁聚焦 1、库仑平方及精确验证 库仑定律是电学基础，其验证有技巧，有一个动画。 库仑平方反比律的精确验证 库仑平方反比律 高斯定理 电荷只分布在导体表面。反过来，如果电荷间的作用力偏离了平方反比 则导体中电荷也不完全分布在导体表面。 目前的实验结果： 4 范德格拉夫起电机 电源 + D 应用：起电机P52 + + + + + + 2、尖端放电 有2个动画 (3)导体表面曲率的影响，尖端放电。 在孤立导体表面电荷分布，曲率大处，面电荷密度大，因而场强大。尖端放电，应用到避雷针 Why? 例题 两个半径分别为R和r 的球形导体 ( R r )，用一根很长的细导线连接起来（如图），使这个导体组带电，电势为U，求两球表面电荷面密度与曲率的关系。 Q r R 解:两个导体所组成的整体可看成是一个孤立导体系，在静电平衡时有一定的电势值。设这两个球相距很远，使每个球面上的电荷分布在另一球所激发的电场可忽略