第三章磁场单元知识总结

发布 2022-10-12 10:41:28 阅读 4411

学习目标】专题归纳整合】

一、安培力与其他知识的综合运用。

1.通电导线在磁场中会受到安培力作用,由于安培力的方向与电流的方向、磁场的方向之间存在着较复杂的空间方位关系,因此要求学生有较强的空间想像力,并且善于把立体图改画成平面图.将此类题目处理好要注意两点:

(1)分析安培力的方向应牢记安培力方向既跟磁感应强度方向垂直又跟电流方向垂直;

(2)画出导体受力的平面图.

2.安培力与以前各章节知识均能综合到一起,其分析与解决问题的方法与力学方法相同,只不过是在分析受力时再加一种安培力即可.

二、带电粒子的电磁偏转。

“电偏转”和“磁偏转”分别是利用电场和磁场对运动电荷施加作用力,从而控制其运动方向,由于磁场和电场对电荷的作用具有不同的特征,使得两种偏转存在着差别.

1.受力特征。

(1)“磁偏转”:质量为m,电荷量为q的粒子以速度ν垂直射入磁感应强度为b的匀强磁场中,所受的磁场力(即洛伦兹力)fb=qvb与粒子的速度v有关,fb所产生的加速度使粒子的速度方向发生变化,而速度方向的变化反过来又导致fb的方向变化,fb是变力.

(2)“电偏转”:质量为m,电荷量为q的粒子以速度v0垂直射入电场强度为e的匀强电场中时,所受的电场力fe=eq,与粒子的速度v0无关,fe是恒力.

2.运动规律。

(1)“磁偏转”:变化的fb使粒子做匀速圆周运动,其运动规律分别从时间(周期)、空间(半径)两个侧面给出如下表达形式:t=,r=

2)“电偏转”:恒定的fe使粒子做匀变速曲线运动,即“类平抛运动”,其运动规律分别沿垂直于和平行于电场的两个相互垂直的方向给出为:

vx=v0,x=v0t;vy=·t,y=t2

3.动能变化的差别。

在“磁偏转”中,由于fe始终与粒子的运动速度垂直,所以其动能的数值保持不变,在“电偏转”中,由于电场力fe做功,其动能发生变化.

三、复合场中带电体的运动。

1.带电粒子在电场、磁场或重力场并存的复合场中运动分类:

(1)若粒子所受的电场力、洛伦兹力和重力的合力为零,则粒子做匀速直线运动;

(2)若粒子所受匀强电场的电场力和重力平衡,那么粒子在匀强磁场的洛伦兹力作用下有可能做匀速圆周运动;

(3)若粒子所受的电场力、洛伦兹力和重力的合力方向与速度方向不在同一直线上,粒子做非匀变速曲线运动,在这种情况下,虽然粒子的轨迹不是简单的曲线,但由于洛伦兹力不做功,重力和电场力做的功只由初末位置的高度差和电势差决定,所以一般应用动能定理或能量守恒定律来解会比较方便.

2.应用举例:

(1)电视机显像管中的电子束,先经过加速电场加速后,再进入磁场区进行偏转;

(2)测比荷兰的质谱仪,先使待测粒子经过加速电场加速,再经过速度选择器,最后进入磁场进行偏转;

3)回旋加速器,通过电场和磁场交替作用,使带电粒子获得足够的能量.

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