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1、實(shí)驗(yàn)一、把螺線管的接線柱與G表的“G2”和“”接線柱連接起來(lái)組成一個(gè)回路:實(shí)驗(yàn)前先用試觸法確定電流的方向與G表指針偏轉(zhuǎn)方向之間的關(guān)系;1、將條形磁鐵N極從螺線管口水平地插入到管底,先用愣次定律分析指針偏轉(zhuǎn)方向,再用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。2、將條形磁鐵S極從螺線管底水平地拔出到管口,先用愣次定律分析指針偏轉(zhuǎn)方向,再用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)二、如圖,螺線管和G表組成一個(gè)回路(用“G1”和“”接線柱就可以),電源、滑動(dòng)變阻器及小螺線管又組成另一個(gè)回路?;瑒?dòng)變阻器緩慢滑動(dòng)1、把滑片從右向左滑動(dòng),先用愣次定律分析指針偏轉(zhuǎn)方向,再用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證電流方向。2、把滑片從左向右滑動(dòng)(注意不要滑動(dòng)到使電路過(guò)流),先用愣次定律分析
2、指針偏轉(zhuǎn)方向,再用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證電流方向。磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用復(fù)習(xí)目標(biāo)1、理解洛侖茲力的概念;2、掌握洛侖茲力的計(jì)算及方向的判斷;3、掌握帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的有關(guān)問(wèn)題求解,會(huì)確定軌跡的圓心、半徑及時(shí)間。基本知識(shí)回顧:1、磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用洛侖茲力(1)洛侖茲力的大?。篎=BqVsin,為B與V的夾角當(dāng)VB時(shí),F(xiàn)=0當(dāng)VB時(shí),F(xiàn)=BqV(2)洛侖茲力的方向左手定則(3)洛侖茲力與安培力的關(guān)系洛侖茲力是單個(gè)運(yùn)動(dòng)電荷受到的磁場(chǎng)力,而安培力是導(dǎo)體中所有定向移動(dòng)的自由電荷受到的洛侖茲力的宏觀表現(xiàn)。洛侖茲力總不做功,但安培力卻可以做功。(1)若VB,F(xiàn)=0,粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng)(2)若VB,粒子
3、以V速度做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。向心力:F=BqV=mV2R軌道半徑:R=mvBq=PBq周期:T=2RV=2mBq頻率:f=1/T=Bq2m角速度:=2T=Bqm3、在研究帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí),著重把握“一找圓心,二找半徑,三找周期或時(shí)間”這個(gè)規(guī)律。練習(xí)1:電子以速度V,垂直進(jìn)入磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,則( )A、磁場(chǎng)對(duì)電子的作用力始終不變B、磁場(chǎng)對(duì)電子的作用力始終不做功C、電子的速度始終不變D、電子的動(dòng)能始終不變 B、D練習(xí)2:兩個(gè)粒子,帶電量相同,在同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中只受磁場(chǎng)力而作勻速圓周運(yùn)動(dòng)( )A、若速度相等,則半徑必相等B、若質(zhì)量相等,則周期必相等C、若速度大小相等,則半
4、徑末必相等D、若動(dòng)能相等,則周期必相等B、C 練習(xí)3:如圖所示,ab是一彎管,其中心線是半徑為R的一段圓弧,將它置于一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直于圓弧所在平面,并且指向紙外,有一束粒子對(duì)準(zhǔn)a端射入彎管,粒子有不同的質(zhì)量、不同的速度,但都是一價(jià)正離子,則( )ab A只有速度大小一定的粒子沿中心線通過(guò)彎管B只有質(zhì)量大小一定的粒子沿中心線通過(guò)彎管C只有mV大小一定的粒子沿中心線通過(guò)彎管D只有能量大小一定的粒子沿中心線通過(guò)彎管C 練習(xí)4:一個(gè)帶電粒子,沿垂直于磁場(chǎng)的方向射入勻強(qiáng)磁場(chǎng),粒子的一段徑跡如圖所示,徑跡上每一小段都可近似看成圓弧,由于帶電粒子使沿途的空氣電離,粒子的動(dòng)能逐漸減?。ㄔO(shè)帶電量不變)
5、,從圖中情況可以確定( )abA、粒子a從b到帶正電B、粒子從b到a帶正電C、粒子從a到b帶負(fù)電D、粒子從b到a帶負(fù)電B 練習(xí)5:在M、N兩條長(zhǎng)直導(dǎo)線所在的平面內(nèi),一帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖,如圖所示,已知兩條導(dǎo)線M、N只有一條導(dǎo)線中通有恒定電流,另一條導(dǎo)線中無(wú)電流,關(guān)于電流方向和粒子帶電情況及運(yùn)動(dòng)的方向,可能是( )A、M中通有自上而下的恒定電流,帶負(fù)電的粒子從a點(diǎn)向b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)B、M中通有自上而下的恒定電流,帶正電的粒子從b點(diǎn)向a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)MNacbC、N中通有自下而上的恒定電流,帶正電的粒子從b 點(diǎn)向a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)D、N中通有自下而上的恒定電流,帶負(fù)電的粒子從a點(diǎn)向b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)A、B 練習(xí)6:如圖所示,方
6、向垂直紙面向里的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng),其邊界MNPQ,速度不同的同種帶電粒子從M點(diǎn)沿MN方向同時(shí)射入磁場(chǎng),其中穿過(guò)a點(diǎn)的粒子速度為V1與PQ垂直,穿過(guò)b點(diǎn)的粒子速度V2與PQ成=60角,設(shè)兩粒子從M至a、b所需時(shí)間分別為t1和t2,不計(jì)粒子重力,則t1: t2等于( )MNPQBabA、1:1D、3:2C、4:3B、1:3MNPQBab粒子從M運(yùn)動(dòng)到a點(diǎn),相當(dāng)于運(yùn)動(dòng)了四分之一圓周;粒子從M運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn),相當(dāng)于運(yùn)動(dòng)了六分之一圓周,所以有t1=T4t2=60360T=T6t1t2=32由 可得 練習(xí)6:如圖所示,方向垂直紙面向里的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng),其邊界MNPQ,速度不同的同種帶電粒子從M點(diǎn)沿MN方向同時(shí)射入磁
7、場(chǎng),其中穿過(guò)a點(diǎn)的粒子速度為V1與PQ垂直,穿過(guò)b點(diǎn)的粒子速度V2與PQ成=60角,設(shè)兩粒子從M至a、b所需時(shí)間分別為t1和t2,不計(jì)粒子重力,則t1: t2等于( )MNPQBabA、1:1D、3:2C、4:3B、1:3D例7:如圖所示,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,寬度為d,邊界為CD和EF。一電子從CD邊界外側(cè)以速率V0垂直射入勻強(qiáng)磁場(chǎng),入射方向與CD邊界間夾角為。已知電子的質(zhì)量為m,電量為e,為使電子能從磁場(chǎng)的另一側(cè)EF射出,求電子的速率V0至少多大?CDEFmeVdV0oCDEF分析:當(dāng)入射速率很小時(shí),電子在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)一段圓弧后又從一側(cè)射出,速率越大,軌道半徑越大,當(dāng)軌道與邊界相切時(shí),電
8、子恰好不能從射出,如圖所示。電子恰好射出時(shí),由幾何知識(shí)可得:r+rcos=dr=mv0Be又解得V0=Bed(1+cos )m 例8:如圖所示,圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感強(qiáng)度為B,現(xiàn)有一電量為q,質(zhì)量為m的正離子從a點(diǎn)沿圓形區(qū)域的直徑射入,設(shè)正離子射出磁場(chǎng)區(qū)域的方向與入射方向的夾角為60,求此正離子在磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)飛行的時(shí)間及射出磁場(chǎng)時(shí)的位置。Ba如圖整個(gè)空間都充滿了方向垂直于紙面向里的磁場(chǎng),正離子在紙面上做圓周運(yùn)動(dòng),設(shè)正離子運(yùn)動(dòng)一周的時(shí)間為T,則正離子沿ac由a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)所需的時(shí)間為:t= T= T6036016T=2mBqt=m3Bq將代入得aobc6060ao和oc都是圓弧的半徑,故aoc是等腰三角形,根據(jù)上面所得aoc=
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