磁场总复习心讲解.ppt

　磁场知识整合 通电导线在磁场中的运动 电流元法：把整段电流分割成许多小段直线电流，其中每一段就是一个直线电流元。先用左手定则判断出每一小段电流元受到的安培力方向，从而确定整个导体的运动方向。 课后第2题 通电导线在磁场中的运动 特殊位置法：根据通电导线在特殊位置所受安培力的方向，判断其运动方向，然后推广到一般位置。 通电导线在磁场中的运动 推论分析法： 1.两条直线电流相互平行时无转动趋势；电流方向相同时相互吸引，电流方向相反时相互排斥。 2.两条两条直线电流不平行时，有转动到相互平行且电流方向相同的趋势。 通电导线在磁场中的运动 等效分析法：环形电流可等效为小磁针，条形磁铁或小磁针可等效为环形电流，通电螺线管可等效为条形磁铁。 例题：如图所示，能自由转动的环行线圈放在条形磁铁N级附近，当通入如图所示电流后，线圈将如何运动？ 通电导线在磁场中的运动 转换研究对象：因为电流之间、电流与磁体之间的相互作用力满足牛顿第三定律，这样定性分析磁体在电流作用下如何运动的问题，可先分析电流在磁场中所受的安培力，然后由牛顿第三定律再确定磁体所受的电流的作用力，从而确定磁体的运动方向。 例:如图所示，条形磁铁放在水平桌面上，在其上方的右侧，固定一长直导线，导线与磁铁垂直，已知磁铁在通电与不通电时均不动。分析磁铁在通电与不通电时受力的变化。 B与E的比较 带电粒子在磁场中运动时间的确定 带电粒子在磁场中偏向角的确定 ［问题］电流表中磁场分布有何特点呢？ 电流表中磁铁与铁芯之间是均匀辐向分布的. 所谓均匀辐向分布，就是说所有磁感线的延长线都通过铁芯的中心，不管线圈处于什么位置，线圈平面与磁感线之间的夹角都是零度. 回旋加速器 5)带电粒子经加速后获得的最终能量： 如图所示,一束电子(电量为e)以速度V垂直射入磁感应强度为B、宽度为d的匀强磁场,穿透磁场时的速度与电子原来的入射方向的夹角为300.求: (1)电子的质量m (2)电子在磁场中的运动时间t e 课 堂 练 习 d B θ v a b P v 课 堂 练 习 如图所示,一带正电粒子质量为m,带电量为q,从隔板ab上一个小孔P处与隔板成45°角垂直于磁感线射入磁感应强度为B的匀强磁场区,粒子初速度大小为v,则 (1)粒子经过多长时间再次到达隔板？ (2)到达点与P点相距多远？(不计粒子的重力) 例3：如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B，宽度为d，边界为CD和EF。一电子从CD边界外侧以速率v0垂直射入匀强磁 场,入射方向与CD边界间夹角为θ。已知电子的质量为m，电量为e，为使电子能从磁场的另一侧EF射出，求电子的速率 v0至少多大？（放缩法） × × × × × × × × × × × × × × × C D E F θ v0 d V0 θ θ o × × × × × × × × × × × × × × × C D E F 分析：当入射速率很小时，电子在磁场中转动一段圆弧后又从一侧射出，速率越大，轨道半径越大，当轨道与边界相切时，电子恰好不能从射出，如图所示。电子恰好射出时，由几何知识可得： V0= Bed （1+cos θ ） m 在以铁芯为中心的圆圈上， 各点的磁感应强度B的大小是相等的. 该磁场并非匀强磁场 ［问题］该磁场是否匀强磁场？ ［问题］该磁场的特点？ 电流表的工作原理 1、蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地辐射分布的，不管通电线圈转到什么角度，它的平面都跟磁感应线平行，当电流通过线圈时线圈上跟铁轴平行的两边都要受到安培力，这两个力产生的力矩使线圈发生转到，线圈转动使螺旋弹簧被扭动，产生一个阻碍线圈 转动的力矩，其大小随线圈转动的角度增大而增大，当这种阻碍力矩和安培力产生的使线圈转动的力矩相平衡时，线圈停止转动。 2、磁场对电流的作用力与电流成正比，因而线圈中的电流越大，安培力产生的力矩也越大，线圈和指针偏转的角度也越大，因而根据指针的偏转角度的大小，可以知道被测电流的强弱。 3、当线圈中的电流方向发生变化时，安培力的方向也随之改变，指针的偏转方向也发生变化，所以根据指针的偏转方向，可以知道被测电流的方向。 表盘的刻度均匀，θ∝I 质谱仪 一个质量为m、电荷量为q的粒子,从容器下方的小孔S1飘入电势差为U的加速电场,其初速度几乎为零,然后经过S3沿着与磁场方向进入磁感应强度为B的匀强磁场中,最后打到照相底片D上. (1)求粒子进入磁场时的速率 (2)求粒子在磁场中运动的轨道半径 D A U S1 S2 S3 B 速度选择器 （1）构造： ＋ × × × × × × × × × × ＋ － （2）特点： A、任何一个存在正交电场和磁场的空间都可看作速度选择器。 B、速度选择器只选择速度大小而不选择粒子的种类。与正负无关 只要