3.物理磁场.pptVIP

【例与练】 （2011全国理综）.电磁轨道炮工作原理如图所示。待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动，并与轨道保持良好接触。电流I从一条轨道流入，通过导电弹体后从另一条轨道流回。轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面得磁场（可视为匀强磁场），磁感应强度的大小与I成正比。通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出。现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍，理论上可采用的方法是（ ） A.只将轨道长度L变为原来的2倍 B.只将电流I增加至原来的2倍 C.只将弹体质量减至原来的一半 D.将弹体质量减至原来的一半， 轨道长度L变为原来的2倍，其它量不变 BD 第三课时　磁场对运动电荷的作用 ⑴v∥B时，洛伦兹力F＝0 (θ＝0°或180°) ⑵v⊥B时，洛伦兹力F＝qvB (θ＝90°) ⑶一般角度时，可认为Bsin θ为垂直于速度方向上的分量，也可认为vsinθ为垂直于磁场方向上的分量． 一．洛伦兹力的大小和方向 1、定义：磁场对运动电荷的作用力叫做洛伦兹力． 2、洛伦兹力的大小：F＝qvBsinθ，θ为v与B的夹角． ⑴判定方法：应用左手定则，注意四指应指向正电荷运动的方向或负电荷运动的反方向． ⑵方向特点：F⊥B，F⊥v.即F垂直于B和v决定的平面．(注意B和v可以有任意夹角) 3、洛伦兹力的方向 特别提醒： ⑴洛伦兹力的方向总是与粒子速度方向垂直．所以洛伦兹力始终不做功． ⑵安培力是洛伦兹力的宏观表现，但各自的表现形式不同，洛伦兹力对运动电荷永远不做功，而安培力对通电导线可做正功，可做负功，也可不做功． 【例与练】如图所示，表面粗糙的斜面固定于地面上，并处于方向垂直纸面向外、强度为B的匀强磁场中，质量为m、带电荷量为+Q的小滑块从斜面顶端由静止下滑。在滑块下滑的过程中，下列判断正确的是( ) A.滑块受到的摩擦力不变 B.滑块到达地面时的动能与B的大小无关 C.滑块受到的洛伦兹力方向垂直斜面向下 D.滑块最终可能会沿斜面做匀速直线运动 CD 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做匀速圆周运动． 二．带电粒子在匀强磁场中的运动规律 1、速度方向与磁场方向平行 若v∥B，带电粒子不受洛伦兹力，在匀强磁场中做匀速直线运动． 2、速度方向与磁场方向垂直 3、带电粒子仅受洛伦兹力作用，在垂直于磁感线的平面内做匀速圆周运动的基本公式： ⑴向心力公式： ⑵轨道半径公式： ⑶周期公式： 特别提醒：T的大小与轨道半径r和运行速率v无关，只与磁场的磁感应强度B和粒子的比荷q/m有关． 三、带电粒子在有界磁场中的运动 1．圆心的确定 ⑴两种情形 ①已知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迹的圆心(如图所示，图中P为入射点，M为出射点)． ②已知入射方向和出射点的位置时，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迹的圆心(如图所示，P为入射点，M为出射点)． ⑵带电粒子在不同边界磁场中的运动 ①直线边界(进出磁场具有对称性，如图) ②平行边界(存在临界条件，如图) ③圆形边界(沿径向射入必沿径向射出，如图) 2．半径的确定 O v θ θ O′ v (偏向角) A B 用几何知识(勾股定理、三角函数等),求出该圆的可能半径(或圆心角)．并注意以下两个重要的几何特点： ⑴粒子速度的偏向角(φ)等于回旋角 (α)，并等于AB弦与切线的夹角(弦切角θ)的2倍 (如图) ， 即．φ=α=2θ=ωt ⑵相对的弦切角(θ)相等， 与相邻的弦切角(θ′)互补， 即．θ+θ′=180° ⑴直接根据公式 t =s / v 或 t =α/ω求出运动时间t ⑵粒子在磁场中运动一周的时间为T，当粒子运动的圆弧所对应的圆心角为α时，其运动时间可由下式表示： 3. 运动时间的确定 O v θ θ O′ v (偏向角) A B 或 【例与练】电子以垂直磁场的速度v从图的P处沿PQ方向进入长d，高h的矩形PQNM匀强磁场区域，结果从N离开磁场。若电子质量为m，电荷量为e，磁感应强度为B，则( ) A.电子在磁场中运动的时间 B.电子在磁场中运动的时间 C.电子横向偏移 D.偏向角φ满足 BD 【例与练】 （2011海南卷）.空间存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，图中的正方形为其边界。一细束由两种粒子组成的粒子流沿垂直于磁场的方向从O点入射。这两种粒子带同种电荷，它们的电荷量、质量均不同，但其比荷相同，且都包含不同速率的粒子。不计重力。下列说法正确的是( ) A.入射速度不同的粒子在磁场中的运动时间一定不同 B. 入射速度