第十二章--磁場(chǎng)

1、知識(shí)結(jié)構(gòu)：知識(shí)結(jié)構(gòu)： 課堂課堂練習(xí)練習(xí)l（4 4）雖然都叫安培定則，都是用右手進(jìn)行判斷，但是）雖然都叫安培定則，都是用右手進(jìn)行判斷，但是它們應(yīng)用的場(chǎng)合是不同的且對(duì)直導(dǎo)線，四指指磁感線方它們應(yīng)用的場(chǎng)合是不同的且對(duì)直導(dǎo)線，四指指磁感線方向；向；對(duì)環(huán)形電流對(duì)環(huán)形電流，大拇指，大拇指指中心軸線上的磁感線方向指中心軸線上的磁感線方向；對(duì)對(duì)長(zhǎng)直螺線管長(zhǎng)直螺線管大拇指大拇指指螺線管內(nèi)部的磁感線方向指螺線管內(nèi)部的磁感線方向。 課堂課堂練習(xí)練習(xí) 課堂課堂練習(xí)練習(xí) 課堂課堂練習(xí)練習(xí)F安安MgfF2F1NBILcosN =mgf = BILsin N =mg- BILcosmg- BILcos 例題分析例題分析則有

2、：則有： F=mgtan30 又又F=BIL bEIRr R 11B?（ ）如果勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面向下，則磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小應(yīng)多大22B（ ）如果勻強(qiáng)磁場(chǎng)豎直向下，則磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小應(yīng)多大？ 例題分析例題分析分析：金屬棒分析：金屬棒ab能靜止在導(dǎo)軌平面上，必然是能靜止在導(dǎo)軌平面上，必然是ab的重力的重力G、導(dǎo)軌、導(dǎo)軌11abNabFabFabB平面對(duì)的支持力 和磁場(chǎng)對(duì)產(chǎn)生的安培力 三力平衡所受的安培力 的方向既垂直于導(dǎo)線，又垂直于磁感線 112abF（ ）由圖（ ）可見(jiàn)，所受的安培力 沿導(dǎo)軌平面向上，解解：111F =G sinsin()BFBLRrmgRrL因而且解得223abF（ ）由圖

3、（ ）可見(jiàn)，所受安培力 水平向右，因而222tan()F =G tanmgRrFBLBRrL 且解得即即: :若若B B垂直斜面向下垂直斜面向下, ,則則1sin()BmgRrL即即: :若若B B垂直水平面向下垂直水平面向下, ,則則2tan()mgRrBL 課堂課堂練習(xí)練習(xí)（ D ）212sin2sinLMnBILnBIS公式推導(dǎo)：公式推導(dǎo)：每個(gè)電荷的帶電量：每個(gè)電荷的帶電量：q q橫截面積：橫截面積：S S 單位體積的電荷數(shù)：?jiǎn)挝惑w積的電荷數(shù)：n n 定向移動(dòng)的速率：定向移動(dòng)的速率：v v通電導(dǎo)體的長(zhǎng)度：通電導(dǎo)體的長(zhǎng)度：L L 磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度:B:BInqvSFBIL安()FB n

4、qvS L安FFN安洛NnLS()B nqvS LFqvBnLS洛1.1.電場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷、靜止電荷都有電場(chǎng)力的作用電場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷、靜止電荷都有電場(chǎng)力的作用 磁場(chǎng)只對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷才有磁場(chǎng)力的作用磁場(chǎng)只對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷才有磁場(chǎng)力的作用2.2.在勻強(qiáng)電場(chǎng)中在勻強(qiáng)電場(chǎng)中, ,電荷所受的電場(chǎng)力是一個(gè)恒力電荷所受的電場(chǎng)力是一個(gè)恒力 即使在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中即使在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中, ,若運(yùn)動(dòng)電荷的速度大小或若運(yùn)動(dòng)電荷的速度大小或方向發(fā)生變化方向發(fā)生變化, ,洛倫茲力也是一個(gè)變力洛倫茲力也是一個(gè)變力3.3.電場(chǎng)力的方向與電場(chǎng)方向平行電場(chǎng)力的方向與電場(chǎng)方向平行, ,正電荷的電場(chǎng)正電荷的電場(chǎng)力方向就是電場(chǎng)方向力方向就是電場(chǎng)方向 運(yùn)動(dòng)電荷

5、所受洛倫茲力永遠(yuǎn)與磁場(chǎng)方向垂直運(yùn)動(dòng)電荷所受洛倫茲力永遠(yuǎn)與磁場(chǎng)方向垂直4.4.電場(chǎng)力可對(duì)電荷做功電場(chǎng)力可對(duì)電荷做功 洛倫茲力始終與電荷速度方向垂直洛倫茲力始終與電荷速度方向垂直, ,永遠(yuǎn)不會(huì)永遠(yuǎn)不會(huì)做功做功222,2,.vqBvmmrrTmvmrTqBqB.2mtTqB 228.qUmB d2241He H從上式可知，荷質(zhì)比相同的粒于如， ，將落在同一點(diǎn)221,2mvmvqUmvqvBrrqB2f =F mvBqv=RmvRBq心洛 例題分析例題分析2R2mT =vBqmvd=R sin =sinBqsinBqdvm 2mtTBqvtsinBqdmmBq答：運(yùn)動(dòng)粒子的速度 為，粒子穿過(guò)磁場(chǎng)的時(shí)間

6、為 例題分析例題分析x xy yo op pv vF F洛洛v v 一帶電質(zhì)點(diǎn)，質(zhì)量為一帶電質(zhì)點(diǎn)，質(zhì)量為m m、電量為、電量為q q，以平行于，以平行于OxOx軸的軸的速度速度v v從從y y軸上的軸上的a a點(diǎn)射入圖中第一象限所示的區(qū)域，為點(diǎn)射入圖中第一象限所示的區(qū)域，為了使該質(zhì)點(diǎn)能從了使該質(zhì)點(diǎn)能從x x軸上的軸上的b b點(diǎn)以垂直于點(diǎn)以垂直于OxOx軸的速度軸的速度v v射出，射出，可在適當(dāng)?shù)牡胤郊右粋€(gè)垂直于可在適當(dāng)?shù)牡胤郊右粋€(gè)垂直于OxyOxy平面、磁感應(yīng)強(qiáng)度為平面、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，若此磁場(chǎng)僅分布在一個(gè)圓形區(qū)域內(nèi)，試求的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，若此磁場(chǎng)僅分布在一個(gè)圓形區(qū)域內(nèi)，試求這個(gè)圓形磁

7、場(chǎng)區(qū)域的最小半徑（重力忽略不計(jì)）。這個(gè)圓形磁場(chǎng)區(qū)域的最小半徑（重力忽略不計(jì)）。y yO Oa av vb bv vx xv v 例題分析例題分析解：解：質(zhì)點(diǎn)在磁場(chǎng)中作圓周運(yùn)動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)在磁場(chǎng)中作圓周運(yùn)動(dòng)， 半徑為半徑為：R=mv/qB 連接連接MN，所求的最小磁場(chǎng)區(qū)域應(yīng)以，所求的最小磁場(chǎng)區(qū)域應(yīng)以MN為直徑的圓形區(qū)域。為直徑的圓形區(qū)域。故所求磁場(chǎng)區(qū)域的最小半徑為：故所求磁場(chǎng)區(qū)域的最小半徑為： R=MN/2=R2+R22=2R2=2mv2qB 過(guò)過(guò)P點(diǎn)作角點(diǎn)作角aPb的角平分線，然后的角平分線，然后在角在角aPb的平分線上取一點(diǎn)的平分線上取一點(diǎn)O，以，以O(shè)為圓心，以為圓心，以R為半徑作圓與為半徑作圓與

8、aP和和bP分別分別相切于相切于M點(diǎn)和點(diǎn)和N點(diǎn)點(diǎn), 粒子的運(yùn)動(dòng)跡為粒子的運(yùn)動(dòng)跡為MN的一段圓弧。的一段圓弧。過(guò)過(guò)a、b兩點(diǎn)分別作平行兩點(diǎn)分別作平行x軸軸和和y軸的平行線且交于軸的平行線且交于P點(diǎn)；點(diǎn)；Pv vM MN NO O y yO Oa ab bv vx xv v 例題分析例題分析 課堂課堂練習(xí)練習(xí)0yqULvmdv20qULtgmdv2202qULymdv22mvqvBrmvrqBmTqBqE = qvBEv =B22222()()()qvBqEmgqEtgmgEmgvBqB22222()()()mgqEqvBqvBvBtgqEEmgEvqBB(3)(3)電場(chǎng)力與重力平衡且與磁場(chǎng)垂直帶電微粒做勻速圓周電場(chǎng)力與重力平衡且與磁場(chǎng)垂直帶電微粒做勻速圓周運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)2qEmgmvqvBr222mgffNNqEqvB22mgEvqBB 例題分析例題分析在圖中