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1、磁场复习课（一）磁场复习课（一）揩程加蹿唐财妖耀洗乖孙珊姨叁葱昨氓扇螺侗甜福镶纶滤口碾稍渺邱袁某物理第3章磁场复习课课件粤教版31物理第3章磁场复习课课件粤教版31回顾：带电粒子在匀强磁场中作匀速回顾：带电粒子在匀强磁场中作匀速圆周圆周运动运动 如如图图所所示示，带带电电粒粒子子垂垂直直射射入入匀匀强强磁磁场场中中因因洛洛仑仑兹兹力力始始终终垂垂直直于于速速度度，所所以以当当带带电电粒粒子子垂垂直直射射入入匀匀强强磁磁场场时时，一一定定作作匀匀速速圆圆周运动，其向心力由洛仑兹力提供周运动，其向心力由洛仑兹力提供 从从上上式式可可推推出出，若若带带电电粒粒于于在在磁磁场场中中，所所通通过过的的圆
2、圆弧弧对对应应的的圆圆心心角角为为（弧弧度度），则运动时间则运动时间即运动的时间与粒子的初速、半径无关如图所示即运动的时间与粒子的初速、半径无关如图所示.拉噪绞莎宝佯融冒住胚磁酷开辙苯鹤剑赊相孩卸扑侦镇饺吟丘并投蓝宁寸物理第3章磁场复习课课件粤教版31物理第3章磁场复习课课件粤教版31二、确定带电粒子在磁场中运动轨迹的方法二、确定带电粒子在磁场中运动轨迹的方法一、带电粒子在匀强磁场中的运动规律一、带电粒子在匀强磁场中的运动规律1 1、物理方法：物理方法：2、轨道半径：、轨道半径：R=mv/qB3、周期：、周期：T=2m/qB1、带电粒子在磁场中（、带电粒子在磁场中（ vB）只受洛仑兹力，只受洛
3、仑兹力， 粒子做粒子做匀速圆周匀速圆周 运动运动 。泻呢组烤脱音轩拓阀价晾跋仲哉氦捻错舌祭友痹阀装冯庙采饰继骸赡灶扁物理第3章磁场复习课课件粤教版31物理第3章磁场复习课课件粤教版31二、确定带电粒子在磁场中运动轨迹的方法二、确定带电粒子在磁场中运动轨迹的方法一、带电粒子在匀强磁场中的运动规律一、带电粒子在匀强磁场中的运动规律1 1、物理方法：物理方法：2 2、物理和几何方法：物理和几何方法：作出带电粒子在磁场中两个位置所受洛仑兹力，沿其方向作出带电粒子在磁场中两个位置所受洛仑兹力，沿其方向延长线的交点确定圆心，从而确定其运动轨迹。延长线的交点确定圆心，从而确定其运动轨迹。2、轨道半径：、轨道
4、半径：R=mv/qB3、周期：、周期：T=2m/qB1、带电粒子在磁场中（、带电粒子在磁场中（ vB）只受洛仑兹力，只受洛仑兹力， 粒子做粒子做匀速圆周匀速圆周 运动运动 。哎巍沪伙讽求而年垃乘专递牟兰诵鹊南缠莱萌诺柜由祭抿株拓眺原墨绳掂物理第3章磁场复习课课件粤教版31物理第3章磁场复习课课件粤教版312 2、物理和几何方法、物理和几何方法例例2 2：如图所示，在：如图所示，在y0y0的区域内存在匀强磁场，磁的区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于场方向垂直于xyxy平面并指向纸面外，磁感应强度为平面并指向纸面外，磁感应强度为B B。一带正电的粒子以速度。一带正电的粒子以速度v v0 0从从O
5、O点射入磁场，入射点射入磁场，入射方向在方向在xyxy平面内，与平面内，与x x轴正向的夹角为轴正向的夹角为。若粒子。若粒子射出磁场的位置与射出磁场的位置与O O点的距离为点的距离为L L，求该粒子的电量求该粒子的电量和质量之比和质量之比q/mq/m。解：解：由几何知识：由几何知识：粒子的运动半径：粒子的运动半径：r=L/2sin粒子的运动半径：粒子的运动半径：r=mv/qB由上两式可得粒子的荷质比：由上两式可得粒子的荷质比： q/m=2mvsin/BL作出粒子运动轨迹如图。作出粒子运动轨迹如图。设设P点为出射点。点为出射点。该窟邑镜绒砧鸭艇舀酗棚闽袭昂伺嫌仓室厕迈描定竖驰可拐肪得犹渝篇姆物理
6、第3章磁场复习课课件粤教版31物理第3章磁场复习课课件粤教版31二、确定带电粒子在磁场中运动轨迹的方法二、确定带电粒子在磁场中运动轨迹的方法一、带电粒子在匀强磁场中的运动规律一、带电粒子在匀强磁场中的运动规律1 1、物理方法：物理方法：3 3、几何方法：几何方法：2 2、物理和几何方法：物理和几何方法：作出带电粒子在磁场中两个位置所受洛仑兹力，沿其方向作出带电粒子在磁场中两个位置所受洛仑兹力，沿其方向延长线的交点确定圆心，从而确定其运动轨迹。延长线的交点确定圆心，从而确定其运动轨迹。作出带电粒子在磁场中某个位置所受洛仑兹力，沿其方向的作出带电粒子在磁场中某个位置所受洛仑兹力，沿其方向的延长线与
7、圆周上两点连线的中垂线的交点确定圆心，从而确延长线与圆周上两点连线的中垂线的交点确定圆心，从而确定其运动轨迹。定其运动轨迹。2、轨道半径：、轨道半径：R=mv/qB3、周期：、周期：T=2m/qB1、带电粒子在磁场中（、带电粒子在磁场中（ vB）只受洛仑兹力，只受洛仑兹力， 粒子做粒子做匀速圆周匀速圆周 运动运动 。悠撕啥暗肾疥似侯财庸档捐粱韶五寂棍负红庄溃蘸致讼甫时腹尺兵蚜侨刘物理第3章磁场复习课课件粤教版31物理第3章磁场复习课课件粤教版31例例3 3：一带电质点，质量为：一带电质点，质量为m m、电量为、电量为q q，以平行于，以平行于OxOx轴的速度轴的速度v v从从y y轴上的轴上的
8、a a点射入图中第一象限所示点射入图中第一象限所示的区域，为了使该质点能从的区域，为了使该质点能从x x轴上的轴上的b b点以垂直于点以垂直于OxOx轴的速度轴的速度v v射出，可在适当的地方加一个垂直于射出，可在适当的地方加一个垂直于OxyOxy平面、磁感应强度为平面、磁感应强度为B B的匀强磁场，若此磁场的匀强磁场，若此磁场仅分布在一个圆形区域内，试求仅分布在一个圆形区域内，试求这个圆形磁场区这个圆形磁场区域的最小半径（重力忽略不计）域的最小半径（重力忽略不计）。3 3、几何方法、几何方法曲畦俘乒厘熏花熄钱裤伯伏延估周啤扦刷续级钠挝咙葵佃嗡辨兴巫辙蔚婚物理第3章磁场复习课课件粤教版31物理
9、第3章磁场复习课课件粤教版313 3、几何方法、几何方法解：解：质点在磁场中作圆周运动，质点在磁场中作圆周运动， 半径为：半径为：R=mv/qB 连接连接MN，所求的最小磁场区域应以，所求的最小磁场区域应以MN为直径的圆形区域。为直径的圆形区域。故所求磁场区域的最小半径为：故所求磁场区域的最小半径为： R=MN/2=R2+R22=2 R2=2mv2qB 过过P点作角点作角aPb的角平分线，的角平分线，然后在角然后在角aPb的平分线上取一的平分线上取一点点O，以，以O为圆心，以为圆心，以R为半径为半径作圆与作圆与aP和和bP分别相切于分别相切于M点点和和N点点, 粒子的运动迹为粒子的运动迹为MN
10、的的一段圆弧。一段圆弧。过过a、b两点分别作平行两点分别作平行x轴轴和和y轴的平行线且交于轴的平行线且交于P点；点；P额欧篱贿询膏库篷豆返荧逐付沟宗禄待假廉泼茅润女波抱孟报鹰裔北磨什物理第3章磁场复习课课件粤教版31物理第3章磁场复习课课件粤教版31二、确定带电粒子在磁场中运动轨迹的方法二、确定带电粒子在磁场中运动轨迹的方法一、带电粒子在匀强磁场中的运动规律一、带电粒子在匀强磁场中的运动规律1 1、物理方法：物理方法：3 3、几何方法：几何方法：2 2、物理和几何方法：物理和几何方法：作出带电粒子在磁场中两个位置所受洛仑兹力，沿其方向作出带电粒子在磁场中两个位置所受洛仑兹力，沿其方向延长线的交
11、点确定圆心，从而确定其运动轨迹。延长线的交点确定圆心，从而确定其运动轨迹。作出带电粒子在磁场中某个位置所受洛仑兹力，沿其方向的作出带电粒子在磁场中某个位置所受洛仑兹力，沿其方向的延长线与圆周上两点连线的中垂线的交点确定圆心，从而确延长线与圆周上两点连线的中垂线的交点确定圆心，从而确定其运动轨迹。定其运动轨迹。圆周上任意两点连线的中垂线过圆心圆周上任意两点连线的中垂线过圆心圆周上两条切线圆周上两条切线夹角的平分线过圆心夹角的平分线过圆心过切点作切线的垂线过圆心过切点作切线的垂线过圆心2、轨道半径：、轨道半径：R=mv/qB3、周期：、周期：T=2m/qB1、带电粒子在磁场中（、带电粒子在磁场中（
12、 vB）只受洛仑兹力，只受洛仑兹力， 粒子做粒子做匀速圆周匀速圆周 运动运动 。锁桥均愧填碗茅姬侗辐洱海郴顽磁疑郎焚凄酞赏洗姜盆菌傲益扁嗽哗粪钥物理第3章磁场复习课课件粤教版31物理第3章磁场复习课课件粤教版31二、确定带电粒子在磁场中运动轨迹的方法二、确定带电粒子在磁场中运动轨迹的方法一、带电粒子在匀强磁场中的运动规律一、带电粒子在匀强磁场中的运动规律1 1、物理方法：物理方法：3 3、几何方法：几何方法：2 2、物理和几何方法：物理和几何方法：作出带电粒子在磁场中两个位置所受洛仑兹力，沿其方向作出带电粒子在磁场中两个位置所受洛仑兹力，沿其方向延长线的交点确定圆心，从而确定其运动轨迹。延长线
13、的交点确定圆心，从而确定其运动轨迹。作出带电粒子在磁场中某个位置所受洛仑兹力，沿其方向的作出带电粒子在磁场中某个位置所受洛仑兹力，沿其方向的延长线与圆周上两点连线的中垂线的交点确定圆心，从而确延长线与圆周上两点连线的中垂线的交点确定圆心，从而确定其运动轨迹。定其运动轨迹。圆周上任意两点连线的中垂线过圆心圆周上任意两点连线的中垂线过圆心圆周上两条切线圆周上两条切线夹角的平分线过圆心夹角的平分线过圆心过切点作切线的垂线过圆心过切点作切线的垂线过圆心2、轨道半径：、轨道半径：R=mv/qB3、周期：、周期：T=2m/qB1、带电粒子在磁场中（、带电粒子在磁场中（ vB）只受洛仑兹力，只受洛仑兹力，
14、粒子做粒子做匀速圆周匀速圆周 运动运动 。纸晶愉耐篓会伐塔威刊拘凄佬寓口渣铺攻臀逸劣与铝密医境荤滞外势形绸物理第3章磁场复习课课件粤教版31物理第3章磁场复习课课件粤教版31三、三、带电体在复合场中的运动带电体在复合场中的运动1 1、带电粒子在电场、磁场、重力场中的运动，简称带电粒子在、带电粒子在电场、磁场、重力场中的运动，简称带电粒子在复合场中的运动，一般具有较复杂的运动图景。这类问题本质复合场中的运动，一般具有较复杂的运动图景。这类问题本质上是一个力学问题，应顺应力学问题的研究思路和运用力学的上是一个力学问题，应顺应力学问题的研究思路和运用力学的基本规律。基本规律。分析带电粒子在电场、磁场
15、中运动，主要是两条线索：分析带电粒子在电场、磁场中运动，主要是两条线索：力和运动的关系。根据带电粒子所受的力，运用牛顿第二定力和运动的关系。根据带电粒子所受的力，运用牛顿第二定律并结合运动学规律求解。律并结合运动学规律求解。功能关系功能关系。根据场力及其它外力对带电粒子做功引起的能。根据场力及其它外力对带电粒子做功引起的能量变化或全过程中的功能关系，从而可确定带电粒子的运动量变化或全过程中的功能关系，从而可确定带电粒子的运动情况，这条线索不但适用于均匀场，也适用于非均匀场。因情况，这条线索不但适用于均匀场，也适用于非均匀场。因此要熟悉各种力做功的特点。此要熟悉各种力做功的特点。带电体在复合场中
16、受力情况复杂运动情况多变，往往出现临带电体在复合场中受力情况复杂运动情况多变，往往出现临界问题，应以题中界问题，应以题中“最大最大”、“最高最高”、“至少至少”等词语为突等词语为突破口，挖掘隐含条件，根据临界条件列出辅助方程，再与其它破口，挖掘隐含条件，根据临界条件列出辅助方程，再与其它方程联立求解。方程联立求解。毒存熊焊垫填辱甫凹定轰暑蔫护型邀粒僧硅卸豹舱杯引沦垦舰撬杉功降赁物理第3章磁场复习课课件粤教版31物理第3章磁场复习课课件粤教版31带带电电粒粒子子在在电电场场磁磁场场中中的的运运动动带带电电粒粒子子在在电电场场中中的的运动运动直线运动直线运动：如用电场加速或减速粒子：如用电场加速或
17、减速粒子带带电电粒粒子子在在磁磁场场中中的的运动运动直直线线运运动动（当当带带电电粒粒子子的的速速度度与与磁磁场平行时）场平行时）带带电电粒粒子子在在复复合合场场中中的运动的运动直线运动：直线运动：垂直运动方向的力必定平衡垂直运动方向的力必定平衡偏转偏转：类似平抛运动，一般分解成两：类似平抛运动，一般分解成两 个分运动求解个分运动求解圆周运动：圆周运动：以点电荷为圆心运动或受以点电荷为圆心运动或受装置约束运动装置约束运动圆周运动圆周运动（当带电粒子的速度与磁场（当带电粒子的速度与磁场垂直时）垂直时）圆周运动：圆周运动：重力与电场力一定平重力与电场力一定平衡，由洛伦兹力提供向心力衡，由洛伦兹力提
18、供向心力一般的曲线运动一般的曲线运动隅控胆逊瞒悲色夏跃频晨扇敛涅盆宇是始凸遗委鼻兹幸鸟叮蚀侵贷儿启蹄物理第3章磁场复习课课件粤教版31物理第3章磁场复习课课件粤教版31（1）质质 谱仪谱仪可以用来测定带电粒子的荷质比。也可以在已知可以用来测定带电粒子的荷质比。也可以在已知电量的情况下测定粒子质量。电量的情况下测定粒子质量。 带电粒子质量带电粒子质量m，电荷量，电荷量q，由电压，由电压U加速后垂直进入加速后垂直进入磁感应强度为磁感应强度为B的匀强磁场，的匀强磁场，设轨道半径为设轨道半径为r ，有：，有：组合场（电场与磁场没有同时出现在同一区域）组合场（电场与磁场没有同时出现在同一区域） 贝枚孪奢
19、卤瞒淮笼军拎闰短雪蛾出恤量筷肿场感仆芜祸挪曝沥窗保柯今普物理第3章磁场复习课课件粤教版31物理第3章磁场复习课课件粤教版31（）回旋加速器（）回旋加速器 工作原理：电场加速工作原理：电场加速磁场约束偏转磁场约束偏转加速条件：高频电源的周期与加速条件：高频电源的周期与带电粒子在形盒中运动的周期相同带电粒子在形盒中运动的周期相同局名演半陨芦坚吮泄忽蕉燎傅往蜂四铡床房丑蛾刷渠伊降脓绒腑掸哇渊炔物理第3章磁场复习课课件粤教版31物理第3章磁场复习课课件粤教版31例：例：如图所示如图所示，空间分布着如图所示的匀强电场，空间分布着如图所示的匀强电场E E（宽度为（宽度为L L）和匀强磁场）和匀强磁场B B
20、（两部分磁场区域的磁（两部分磁场区域的磁感应强度大小相等，方向相反），一带电粒子电量感应强度大小相等，方向相反），一带电粒子电量为为q q，质量为，质量为m m（不计重力），从（不计重力），从A A点由静止释放，点由静止释放，经电场加速后进入磁场穿过中间磁场进入右边磁场经电场加速后进入磁场穿过中间磁场进入右边磁场后能按某一路径而返回后能按某一路径而返回A A点，重复前述过程。点，重复前述过程。求中求中间磁场的宽度间磁场的宽度d d和粒子的运动周期。和粒子的运动周期。通督菩淄访驮徘讯九赛汾渭晓铂翘砖沸盒颜项攻佣脏卿剐貉萝碍简闹买凿物理第3章磁场复习课课件粤教版31物理第3章磁场复习课课件粤教版3
21、1解：解：设粒子在电场中加速后速度为设粒子在电场中加速后速度为v,所所需时间为需时间为t1。由动能定理及动量定理可得：由动能定理及动量定理可得：粒子进入磁场后做圆周运动，粒子进入磁场后做圆周运动，半径为：半径为： R=mv/qB由由可得：可得：R=mqB2qELm由几何知识，中间磁场的宽度为：由几何知识，中间磁场的宽度为： qEL=mv2/2 qEt1=mv0粒子在中间磁场运动时间：粒子在中间磁场运动时间： d=Rsin60o=6qmEL2qB故粒子运动周期为：故粒子运动周期为：T=2t1+t2+t3=t2=T/3=2m/3qBt3=5T/6=5m/3qB2mL qE+ 7m/3qB由由可得：
22、可得：2mLqEt1=作出粒子运动轨迹如图。作出粒子运动轨迹如图。粒子在右边磁场中运动时间：粒子在右边磁场中运动时间：MN枯兢悼快入同逃揩览莹诽仍卯更贝久当压颊趋刺脏郁黎们东纂镍邦拧慈纹物理第3章磁场复习课课件粤教版31物理第3章磁场复习课课件粤教版31（1）速度）速度选择器选择器 如如图图所所示示，在在平平行行板板电电容容器器间间加加有有正正交交的的匀匀强强电电场场和和匀匀强强磁磁场场，运运动动电电荷荷垂垂直直于于电电场场及及磁磁场场射射入入沿沿直直线线运运动动的的电电荷荷受受到到的的电电场场力力和和洛洛仑仑兹兹力力满足：满足：qBv =qE 故故速速率率v=E/B的的粒粒子子，即即使使电电
23、性性不不同同，荷荷质质比比不同，也可沿直线穿出右侧小孔不同，也可沿直线穿出右侧小孔叠加场（电场、磁场或重力场同时出现在同一区域）叠加场（电场、磁场或重力场同时出现在同一区域）滥籽态叙嘻宙弃授淌蜜备窘述雇白锈诵挂域猜壤荆谊晶而秽援景搬屿永斜物理第3章磁场复习课课件粤教版31物理第3章磁场复习课课件粤教版31例一个例一个带电微粒带电微粒在图示的正交匀强电场和在图示的正交匀强电场和匀强磁场中匀强磁场中在竖直面内做匀速圆周运动在竖直面内做匀速圆周运动。则该。则该带电微粒必然带带电微粒必然带_，旋转方向为，旋转方向为_。若。若已知圆半径为已知圆半径为r，电场强度为，电场强度为 E 磁感应强度为磁感应强度
24、为 B，则线速度为，则线速度为_。 BE负电，负电， 带电微粒在三个场共同作用带电微粒在三个场共同作用下做匀速圆周运动。必然是电场下做匀速圆周运动。必然是电场力和重力平衡，而洛伦兹力充当力和重力平衡，而洛伦兹力充当向心力向心力 ！逆时针，逆时针，v = qBr/m = gBr/E逗宝汰恬慨般恿馏虐缉棘卧胆牡赘煤谋屹途兢干魂缔哼埂恒板婴孟咱刃椰物理第3章磁场复习课课件粤教版31物理第3章磁场复习课课件粤教版31例质量为例质量为 m 带电量为带电量为 q 的小球套在竖直放的小球套在竖直放置的绝缘杆上，球与杆间的动摩擦因数为置的绝缘杆上，球与杆间的动摩擦因数为。匀强电场和匀强磁场的方向如图所示，电场
25、强匀强电场和匀强磁场的方向如图所示，电场强度为度为 E，磁感应强度为，磁感应强度为 B。小球由静止释放后。小球由静止释放后沿杆下滑。设杆足够长，电场和磁场也足够大，沿杆下滑。设杆足够长，电场和磁场也足够大， 求运动过程中小球的最大加速度和最大速度。求运动过程中小球的最大加速度和最大速度。 EBqEqvBmgfN最大加速度为最大加速度为 g，此时有：，此时有：qvB=qE，N=0，f=0当摩擦力和重力大小相等时，当摩擦力和重力大小相等时，小球速度达到最大小球速度达到最大 舒蜂嘛刀虾芋玄牢旭贮伴龟硷锤跨零票磁抡非樱早选赶成戌鹏呆萌儡汪靴物理第3章磁场复习课课件粤教版31物理第3章磁场复习课课件粤教
26、版31问题：问题：若将磁场反向，其余条件不变。最大加速度若将磁场反向，其余条件不变。最大加速度和最大速度又各是多少？何时出现？和最大速度又各是多少？何时出现？开始的加速度最大开始的加速度最大为摩擦力等于重力摩擦力等于重力时速度最大，速度最大，为EBqEqvBmgfN驯驾遥惫收滁蚁战融尔蔗粪捕婴嫡塔否脏苏搔吭滁席炳毛矮舔疮宗禽叠船物理第3章磁场复习课课件粤教版31物理第3章磁场复习课课件粤教版31磁流体发电机磁流体发电机磁流体发电机磁流体发电机进入磁场的粒子带正、负电荷进入磁场的粒子带正、负电荷当当Eq=Bqv时两板间电势差达到最大时两板间电势差达到最大U=Bdv荧牺枪圈转婆却吁孵疲胖嚎舞圣铸涨聋翅郡赖您蒂间烹吾露俩蔷阉鬼侵楚物理第3章磁场复习课课件粤教版31物理第3章磁场复习课课件粤教版31电磁流量计电磁流量计电磁流量计电磁流量计流动的导电液体含有正、负离子流动的导电液体含有正、负离子流量指单位时间内流过的体积：流量指单位时间内流过的体积：Q=Sv当液体内的自由电荷所受电场力与当液体内的自由电荷所受电场力与洛仑兹力相等时，洛仑兹力相等时，a、b间的电势差稳间的电势差稳定。定。矾州闯暖美呢吝挨阁换赔至筷养腺声噎蜡熙苏都为掐野链茹豁挛汾嚎举掘物理第3章磁场复习课课件粤教版31物理第3章磁场复习课课件粤教版31
