高三物理《磁场》复习课件.ppt

,高三物理复习电磁学,磁场,磁场,（一）磁场,磁现象的电本质,磁感强度,（二）磁感线,磁通量,（三）磁场力,（四）洛仑兹力的应用,【知识要点,】,第一部分:磁现象的电本质,磁场的产生,在磁体周围存在磁场,一、磁场：,磁场的产生,2,、电流周围存在磁场,磁场：,直线电流周围的磁场,-,奥斯特实验,环形电流周围的磁场,通电螺线管周围的磁场,1,、磁体周围存在磁场,二、安培分子电流假说,在原子、分子等物质微粒内部，存在着一种环形电流,-,分子电流。,分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体，它相当于两个磁极,N,S,磁体被磁化,分子电流,磁场,磁体的周围存在磁场,电流周围存在磁场,奥斯特实验,运动的电荷周围存在磁场,罗兰实验,安培分子环流假说,所有磁场均产生于运动电荷。,-,磁现象的电本质,三、磁化现象,如果每个微小的磁体的取向大致相同，整个物体对外就显示磁性。,一个原来不具有磁性的物体，在磁场中它具的磁性，这种现象叫磁化。,N,S,磁性材料,顺磁性物质,抗磁性物质,铁磁性物质,被磁化后磁性的强弱,很弱,很弱,很强,被磁化后的磁场方向,使外磁场稍有增强,使外磁场稍有减弱,使外磁场大,增强,外磁场撤去以后,磁性几乎完全消失,磁性几乎完全消失,剩余一部分,磁性,典型代表物质,锰、铬、铝等,鉍、铜、银、惰性气体等,金属磁性材料，包括铁、钴、镍及其合金等；铁氧体,磁性材料的应用,软磁材料：,收音机的天线磁棒、录音磁头、记忆元件、变压器等。,硬磁材料：,磁电式仪表、扬声器、话简、永磁电动机等。,第二部分:磁感线,N,S,一,.,磁感线,(1).,磁感线是用来形象描绘磁场的一些列线,(2).,磁感线是不存在的,(3).,对磁体的磁感线，在磁体的外部是从,N,出发到,S,进入,(4).,磁感线一定是闭合的曲线,(5).,磁感线某点的切向方向为该点小磁针,N,的指向，即为该点的磁场方向,(6).,磁感线越密的地方磁感应强度越大,1,、磁体的磁感线,N,S,N,S,2,、电流的磁感线,二、电流的磁场方向的判断,1,：直线电流的磁场。,-,安培定则,2,：环形电流的磁场。,-,安培定则,-,右手螺旋定则,3,：通电螺线管的磁场。,-,右手螺旋定则,1,、直线电流的磁场方向的判断,安培定则,右手螺旋定则,2,、环形电流的磁场方向的判断,安培定则,右手螺旋定则,3,、通电螺线管的磁场方向的判断,安培定则,右手螺旋定则,例：在图中，当电流逆时针通过圆环导体时，在导体中央的小磁针的,N,极将指向,_,指向读者,例,.,如图所示，一小磁针静止在通电螺线管的内部，请分别标出通电螺线管和小磁针的南北极。,S,N,N,S,磁感应强度的定义式,B,的大小与,F,、,IL,均无关,导线一定要垂直放置在磁场中,单位：特斯拉,(1T=1N/A,m),地磁场：,0.3,10,-4,0.7,10,-4,T,磁场方向总是与,F,的方向垂直，由左手定则进行判断。,第三部分：磁感应强度和磁通量,IL,F,B=,、磁感应强度,磁通量：穿过某一面积磁感线的条数,(,用,表示,),大小：,=BS,(,S,为垂直于磁场的面积,),标量：没有方向，它只是条数，但有正负单位：韦伯,(Wb,),磁通密度：,B,=,/,S,-,磁感应强度又叫磁通密度,-,垂直穿过,1m,2,面积的磁感线条数,1T=1Wb/m,2,。,在匀强磁场中，当,B,与,S,的夹角为,时，有,=,BS,sin,。,2、磁通量,穿过两面积的磁通量相等吗？,R,穿过两面积的磁通量相等吗？,两面积内的磁通量相等吗？,B,B,S,S,例,:,如图所示,在水平虚线上方有磁感强度为,2,B,方向水平向右的匀强磁场,水平虚线下方有磁感强度为,B,方向水平向左的匀强磁场,.,边长为,l,的正方形线圈放置在两个磁场中,线圈平面与水平面成,角,线圈处于两磁场中的部分面积相等,则穿过线圈平面的磁通量大小为多少,?,例,2,、如图所示，大圆导线环,A,中通有电流,I,，方向如图。另在导线环所在的平面画了一个圆,B,，它的一半面积在,A,环内，一半面积在,A,环外。则圆,B,内的磁通量下列说法正确的是：,（,A,）圆,B,内的磁通量垂直纸面向外,（,B,）圆,B,内的磁通量垂直纸面向里,（,C,）圆,B,内的磁通量为零,（,D,）条件不足，无法判断,B,A,答案：,B,安培力：磁场对电流的作用力,-,安培力,(,磁场力,)(1).,当电流与磁场垂直时，安培力的大小：,F,BIL,第四部分：安培力,F,I,1、安培力的大小F=ILBSin,不受力,受力最大,受力,a,b,b,c,b,图中安培力如何计算？,2,、安培力方向的判断：,安培力的方向左手定则,伸开左手，使大姆指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内，把手放入磁场中，让磁感线穿过手心，并使伸开的四指指向电流的方向，那么大姆指所指的方向就是通电导线所受的安培力方向。,F,B,I,I,3.,通电导体在安培力作用下的运动 情况的分析方法：,(1).,电流元分析法,(2).,特殊位置法,(3).,等效法,(4).,推论法,方法：,电流元分析法：,【例】如图,11-2-7,所示，把一重力不计的通电导线水平放在蹄形磁铁磁极的正上方，导线可以自由转动，当导线通入图示方向电流,I,时，导线的运动情况是,(,从上往下看,)(),A.,顺时针方向转动，同时下降；,B.,顺时针方向转动，同时上升；,C.,逆时针方向转动，同时下降；,D.,逆时针方向转动，同时上升；,A,特殊位置法：,能力,思维,方法,【解析】本题主要用电流元法和特殊位置法，即在,N,、,S,上方，均在电流上选取一段微小电流，分析其受力，以确定导线的转动，再将电流转到特殊位置时再确定其平动,.,【解题回顾】定性判断通电导线或线圈在安培力作用下的运动问题：,主要方法：,(1),电流元法；,(2),特殊位置法；,(3),等效法,(,有时将线圈等效成小磁针,),；,N,N,S,S,等效分析法,L2,L1,电流之间的相互作用,磁场：,反相电流相互排斥,同相电流相互吸引,推论法,通以如图所示的电流弹簧会发生什么现象？,第五部分：有关安培力的定性 分析和定量计算,例,1,：如图所示的条形磁铁放置在水平桌面上，它的中央正方固定一条直导线，导线与磁铁垂直，给导线通以垂直线面向外的电流，磁铁仍然静止的桌面上，则：（）,A,磁铁对桌面压力减小，它仍不受桌面摩擦力作用,B,磁铁对桌面压力增大，它要受桌面摩擦力作用,C,磁铁对桌面压力增大，它仍不受桌面摩擦力作用,D,磁铁对桌面压力减小，它要受桌面摩擦力作用,答案：,A,例,2,：一圆形线圈，半径为,r,，通以电流强度为,I,的电流，放在光滑水平面上，匀强磁场的磁感应强度大小为,B,，方向竖直向下，如图所示（俯视图），则线圈截面上张力大小为：（）,A,2,BIr,B,0.5,BIr,C,BIr,D,不能求解,C,例,3,：,(02,上海,),磁场具有能量，磁场中单位体积所具有的能量叫做能量密度，其值为,B,2,/2,，式中,B,是磁感强度，,是磁导率，在空气中,为一已知常数。为了近似测得条形磁铁磁极端面附近的磁感强度,B,，一学生用一根端面面积为,A,的条形磁铁吸住一相同面积的铁片,P,，再用力将铁片与磁铁拉开一段微小距离,l,，并测出拉力,F,，如图所示。因为,F,所作的功等于间隙中磁场的能量，所以由此可得磁感强度,B,与,F,、,A,之间的关系为,B,。,例,:,画出通电导体,ab,所受的磁场力的方向,如图所示,电源的电动势,E=2V,r=0.5,竖直导轨电阻可忽略,金属棒的质量,m=0.1kg,R=0.5,它与导轨动摩擦系数为,0.4,有效长度为,0.2,靠在导轨外面,为使金属棒不动,我们施一与纸面夹角为,30,0,且与导轨垂直向里的磁场,求,:,此磁场是斜向上还是斜向下,?,的范围是多少,?,mg,N,f,行吗？,mg,N,f,行吗？,还有什么情况？,mg,N,f,mg,N,f,例,4,：如图所示，空间有匀强磁场，将一导线,OA,放在,xoy,平面上通以电流,I,，导线与,ox,轴夹角为,45,，,AO,导线受到安培力的方向沿,z,轴的负方向。若将此导线改放在,oz,轴上并通以沿,zo,方向的电流，这时导线受安培力的方向沿,x,轴正方向，则磁场方向为：（）,A,沿,x,轴正方向,B,沿,y,轴正方向,C,沿,z,轴正方向,D,与,AO,不垂直,BD,例,5,：如图，相距,20cm,的两根光滑平行铜导轨，导轨平面倾角为,=37,0,，上面放着质量为,80g,的金属杆,ab,，整个装置放在,B,=0.2T,的匀强磁场中,.,(1),若磁场方向竖直向下，,要使金属杆静止在导轨上，,必须通以多大的电流,.,(2),若磁场方向垂直斜,面向下，要使金属杆静止在,导轨上，必须通以多大的电流。,能力,思维,方法,【解析】此类问题的共性是先画出侧视图，并进行受力分析,.,如图所示由平衡条件得,(1),F,=,BIL,=,mg,tan,I=,mg,tan,/,BL,=15A,(2),当磁场垂直斜面向,下时,F,=,BIL,=,mg,sin,I,=,mg,sin,/,BL,=12A,【解题回顾,】,要明确在该题中最后结果并不是很重要，相比而言，此题中的处理问题的方法却是重点，即要先以侧视的方式画出受力图，切记,.,例,6,：如图所示，有一金属棒,ab,，质量为,m,=5g,，电阻,R,=1,，可以无摩擦地在两条平行导轨上滑行。导轨间距离为,d,=10cm,，电阻不计。导轨平面与水平面的夹角,=30,，整个装置放在磁感应强度,B,=0.4T,的匀强磁场中，磁场方向竖直向上。电源的电动势,E,=2V,，内电阻,r,=0.1,，试求变阻器取值是多少时，可使金属棒静止在导轨上。,例,7,:,如图所示,粗细均匀的金属杆长为,0.5m,质量为,10g,悬挂在两根轻质绝缘弹簧下端,并处于垂直纸面向外的匀强磁场中,磁场的磁感应强度,B,=0.49T.,弹簧的劲度系数,k,=9.8N/m.,试求弹簧不伸长时,通入金属杆中的电流大小和方向,?,要使金属杆下降落,1cm,后能够静止下来,通入金属杆中的电流大小和方向,?,要使金属杆上升,1cm,后静止,则通入的电流大小和方向又如何,?,例,8,:,在磁感应强度,B,=0.08T,方向竖直向下的匀强磁场中,一根长,l,1,=20cm,质量,m,=24g,的金属横杆水平地悬挂在两根长均为,24cm,的轻细导线上,电路中通以图示的电流,电流强度保持在,2.5A,横杆在悬线偏离竖直位置,=30,0,处时由静止开始摆下,求横杆通过最低点的瞬时速度大小,.,延伸,拓展,例,9,:,如图所示,两根平行光滑轨道水平放置，相互间隔,d,=0.1m,质量为,m,=3g,的金属棒置于轨道一端,.,匀强磁场,B,=0.1T,方向竖直向下,轨道平面距地面高度,h,=0.8m,当接通开关,S,时,金属棒由于受磁场力作用而被水平抛出,落地点水平距离,s,=2m,求接通,S,瞬间,通过金属棒的电量,.,B,h,s,【解析】此题导体运动的过程实际上分为两个，一是加速度过程，此过程中牵涉到安培力的问题；二是平抛运动,.,而问题的关键在两种运动连结点上的,速度，此速度可以说是承上启下,.,先由平抛运动确定其平抛初速度：,h,=,gt,/2,、,s,=,vt,解得：,v,=5m/s,而该速度亦为水平加速的末速此后的问题可用动量定理来求解：,即：,BILt,=,mv,且,q,=,It,=,mv,/BL,=1.5C,【解题回顾,】,对于短时间内的打击或冲击问题是动量定理最应当优先考虑的，而在此题中似乎并无电量问题，但有电流，电流与电量的关系中恰好有时间关系，即要考虑力的时间作用效果，综合上述内容，故考虑用动量定理,.,第六部分：,安培力矩与电流表的工作原理,磁力矩,N,S,a,b,I,N,S,a,I,b,右视：,前视：,磁力矩,N,S,前视：,I,磁力矩,N,S,前视：,a,I,b,磁力矩,N,S,前视：,I,磁力矩,N,S,前视：,I,磁力矩,1.,线圈在匀强磁场中任意位置，其合外力为零,2.,在线圈平行于磁场时，其磁力矩最大；垂直于磁场时磁力矩最小并为零。,一般位置磁力矩,M=nBIScos,3.,磁力矩的大小只跟面积有关，与线圈形状无关,4.,磁力矩的大小与转动轴的位置无关,5.,其中,是线圈平面与磁场的夹角,1、磁力矩,2,、电流表的工作原理,电流表的工作原理,1.,辐向磁场使得线圈在任意位置所受的磁力矩总是：,M=nBIS,与转动的角度无关，只跟电流强度成正比,2.,螺旋弹簧的扭转力矩与转动角成正比,3.,电流表的指针的偏转角度与电流强度成正比。因此电流表的刻度是均匀的。,例,1,：一矩形线圈通电框,abcd,，可绕其中心轴,OO,转动，它处在与,OO,垂直的匀强磁场中，如图所示，在磁场作用下开始转动，后静止在平衡位置，则平衡后：,A.,线框都不受磁场力的作用,B.,线框四边受到指向线框外部的磁场作用力，但合力为零,C.,线框四边受到指向线框内部的磁场作用力，但合力为零,D.,线框的一对边受到指向线框外部的磁场作用力，另一对边受到指向线框内部磁场作用力，但合力为零,答案：,B,例,2,.,通电矩形导线框,abcd,与无限长通电直导线,MN,在同一平面内，电流的方向如图所示，,ab,边与,MN,平行，关于,MN,的磁场对线框的作用，下列叙述正确的是,A.,线框有两条边所受的安培力方向相同,B.,线框有两条边所受的安培力大小相等,C.,线框所受安培力的合力朝左,D.,cd,所受安培力对,ab,边的力矩不为零,答案：,C,例,3,.,如图所示的天平可用来测定磁感应强度，天平的右臂下面挂一个矩形线圈，宽为,L,，共,N,匝，线圈的下部悬挂在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面，当线圈中通有电流,I,（方向如图）时，在天平两边加上质量为,m,1,、,m,2,的砝码，天平平衡，当电流反向大小不变时，右边再加上质量为,m,的砝码后，天平重新平衡，由此可知：,A.,磁感应强度的方向垂直纸面向里，大小为,(,m,1,-,m,2,),g,/,NIL,B.,磁感应强度的方向垂直纸面向里，大小为,mg,/2,NIL,C.,磁感应强度的方向垂直纸面向外，大小为（,m,1,-,m,2,）,g,/,NIL,D.,磁感应强度方向垂直纸面向外，大小为,mg,/2,NIL,答案：,B,例,4,：设电流计中的磁场为均匀幅向分布的磁场，下图中,abcd,表示的是电流计中的通电线圈，,ab,=,dc,=1 cm,，,ad,=,bc,=0.9 cm,，共,50,匝，线圈两边所在位置的磁感应强度为,0.5 T,，已知线圈每偏转,1,，弹簧产生的阻碍线圈偏转的力矩为,2.5,10,-8,N,m,(1),当线圈中电流为,0.6 mA,时，指针将转过多少度？,(2),如果指针的最大偏转角为,90,，则这只电流计量程是多少？,(3),当指针偏转角为,40,时，通入线圈的电流多大？,答案：,(1)54,(2),1 mA,(3),0.44mA,例,5,.,矩形导线框接在电压稳定的电路中，且与磁感线平行地放在匀强磁场中，此时它受到的磁力矩为,M,，要使线框受到的磁力矩变为,1/2.,可以采用的措施是：,A.,将匝数减少一半,B.,将长宽均减少一半,C.,将线框转过,30,角,D.,将线框转过,60,角,答案：,BD,例,6,.,如图所示，一位于,xy,平面内的矩形通电线框只能绕,ox,轴转动，线圈的,4,个边分别与,x,、,y,轴平行，线圈中电流方向如图，当空间加上如下所述的哪种磁场线圈会转动起来：,A.,方向沿,x,轴的恒定磁场,B.,方向沿,y,轴的恒定磁场,C.,方向沿,z,轴的恒定磁场,D.,方向沿,x,轴的反方向的恒定磁场,答案：,B,第七部分：,洛伦兹力,(1).,在速度垂直于磁场时，洛伦兹力最大,(3),洛伦兹力的方向用左手定则,(,注意：四指的方向为正电荷的运动方向，或负电荷运动的反方向。,),(2).,洛伦兹力始终垂直于速度，所以洛伦兹力不做功,洛伦兹力,磁场对运动电荷的作用力,洛伦兹力的公式：,f,=,qvB,+,f,v,问题分析：三只带电小球，从同一高度，分别在水平电场、垂直纸面向内的磁场、只有重力作用下自由落下，试分析它们落地的时间、速率。,E,B,例,11,显像管的磁偏转线圈由两个半圆铁芯上绕以导线制成，如图所示当线圈中通以图示电流，并在圆环中心（显像管的轴线方向）有垂直纸面向外的阴极电子束运动时，这些电子将,A,向左偏转,B,向右偏转,C,向下偏转,D,向上偏转,答案,:,D,带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动,注意：周期与运动速度无关,例,1,：两个粒子带电量相等，在同一匀强磁场中只受磁场力而做匀速圆周运动，则,(),A.,若速率相等，则半径相等,B.,若速率相等，则周期相等,C.,若动量大小相等，则半径相等,D.,若动能相等，则周期相等,C,:,轨迹问题的定性分析,例,2,：如图所示，在长直导线中有恒电流,I,通过，导线正下方电子初速度,v,方向与电流,I,的方向相同，电子将,A.,沿路径,a,运动，轨迹是圆,B.,沿路径,a,运动，轨迹半径越来越大,C.,沿路径,a,运动，轨迹半径越来越小,D.,沿路径,b,运动，轨迹半径越来越大,例,3.,一带电粒子沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场，粒子的一段径迹如图，径迹上每一段都可看成园弧，由于带电粒子使沿途中空气电离，粒子的能量逐渐减少,(,电量不变,),则可判断,:,A,、粒子从,a b,，带正电；,B,、粒子从,b a,，带负电；,C,、粒子从,a b,，带正电；,D,、粒子从,b a,，带负电。,a,b,答案：,B,例,4.,匀强磁场里的薄金属片，其平面与磁场方向平行，一个,粒子从某一点从,PQ,垂直于,v,的速度射出，动能是,E,，射出后,粒子的运动轨迹如图所示。今测得它在金属片两边的轨迹半径之比是,10:9,，若在穿越板的过程中，粒子受到的阻力大小及电量恒定，则：,A,、,粒子每过一次金属片，,速度减小了,B,、,粒子每过一次金属片，,速度减小了,0.19E;,C,、,粒子穿过,5,次后陷入金属片；,D,、,粒子穿过,9,次后陷入金属片；,解题回顾：在磁场中作圆周运动的带电粒子，其轨迹半径变化有两种情况：,1,、,EK,变化,V,变化,r,变化,2,、,B,变化,r,变化,:,带电粒子在磁场中的运动的定量计算：方法：定圆心，找半径,已知入射方向和出射方向,已知入射方向和出射点,在磁场中的运动时间,例,5,:,垂直纸面向外的匀强磁场仅限于宽度为,d,的条形区域内,磁感应强度为,B,.,一个质量为,m,电量为,q,的粒子以一定的速度垂直于磁场边界方向从,点垂直飞入磁场区,如图所示,当它飞离磁场区时,运动方,向偏转,角,.,试求粒子的运,动速度,v,以及在磁场中,运动的时间,t,.,0,解析：,例,6.,一足够长的矩形区域,abcd,内充满磁感应强度为,B,方向垂直纸面向里的匀强磁场,现从矩形区域,ad,的中点,0,处,垂直磁场射入一速度方向跟,ad,边夹角为,30,0,大小为,v,0,的带电粒子,已知粒子质量为,m,电量为,q,ad,边长为,L,ab,边足够长,重力忽略不计,.,求,(1),粒子能从,ab,边射出,v,0,的大小范围,.(2),粒子在磁场中运动的最长时间,.,V0,a,b,c,d,O,D,v,f,例,7,：一带电质点，质量为,m,，电量为,q,，以平行于,x,轴的速度,v,从,y,轴上的,a,点射入图中第一象限所示的区域，为了使该质点能从,x,轴上的,b,点以垂直于,x,轴的速度,v,射出，可在适当的地方加一个垂直于,xy,平面、磁感强度为,B,的匀强磁场若此磁场仅分布在一个圆形区域内，试求这圆形磁场区域的最小半径重力忽略不计,例,8,图中的,S,是能在纸面内的,360,方向发射电子的电子源，所发射出的电子速率均相同,MN,是一块足够大的竖直挡板，与电子源,S,的距离,OS,=,L,，挡板的左侧分布着方向垂直与纸面向里的匀强磁场，磁感强度为,B,设电子的质量为,m,，带电量为,e,，求：,（,1,）要使电子源发射的电子能达到档板，则发射的电子速率至少要多大？,（,2,）若电子源发射的电子速率为,eBL/m,，,挡板被电子击中的范围有多大？要求,在图中画出能击中挡板的距,O,点上下最,远的电子运动轨迹,v,f,V1,f1,v2,f2,例,9,.,如图所示,在直角坐标系的第一,二象限内有垂直于纸面的匀强磁场,第三象限有沿,Y,轴负方向的匀强电场,第四象限内无电场和磁场,.,质量为,m,带电量为,q,的粒子从,M,点以速度,v,0,沿,X,轴负方向进入电场,不计粒子的重力,粒子经,X,轴上的,N,和,P,点最后又回到,M,点,.,设,OM,=,OP,=,l,ON,=2,l,.,求：,(1),带电粒子的电性,电场强度,E,的大小,(2),匀强磁场的磁感应强度,B,的大小和方向,(3),粒子从,M,点进入电场,经,N,P,点,最后又回到,M,点所用的时间,:,动态分析,:,v,变化,f,变化 带电粒子 受力变化,a,变化,例,10,.,质量为,m,带电量为,-,q,的绝缘滑环套在固定于水平方向且足够长的绝缘杆上,如图所示,.,滑环与杆之间的动摩擦因数为,整个装置处在磁感强度为,B,的匀强磁场中,B,的方向垂直纸面向外,.,现给滑环一个水平向右瞬时冲量,I,使其开始运动,已知当,I,=,I,0,时,滑环恰能沿杆作匀速直线运动,求,:,(1),I,0,的大小,(2),若瞬时冲量为某一定值,I,s,，,且,I,s,I,0,求滑环沿杆运动过,程中克服摩擦力所做的功,(,设滑杆足够长,沿环仍在杆上,).,质量为,1g,带电量为,5,10,-4,C,圆环套在倾角为,370,的绝缘细棒上,可以沿细棒自由滑行,(,滑行时环带电量不变,).,已知圆环与细棒间的摩擦系数为,0.1,整个装置放在一电磁场共同存在区域,电场强度,E=5N/C,方向水平向左,磁感应强度,B=10T,方向垂直纸面向里,.,设细棒足够长,.,求,(1),如果环带的是正电荷,则环从静止释放后,下滑的最大速度和最大加速度是多大,?(2),如果环带的是负电荷,则环加速度达到时,其速度是多大,?,最大速度是多少,?,例,14,。如图所示,在空间有水平方向匀强磁场，磁感强度大小为,B,，方向垂直纸面向里，在磁场中有一长为,l,、内壁光滑且绝缘的细筒,MN,竖直放置，筒的底部有一质量为,m,，带电量为,+,q,的小球，现使细筒,MN,沿垂直磁场方向水平向右匀速运动，设小球带电量不变,1,若使小球能沿筒壁上升，则细筒运动速度应满足什么条件？,2,当细筒运动的速度为时，试讨论小球对筒壁的压力随小球沿细筒上升高度之间的关系,例,11.,在直径为,d,的圆形区域内存在匀强磁场,磁场方向垂直于圆面指向纸外,一电荷量为,+,q,，质量为,m,的粒子,从磁场区域的一条直径,AC,上的,A,点射入磁场，其速度大小为,v,0,方向与,AC,成,角,若粒子恰好能打在磁场区域圆周上的,D,点,AD,与,AC,的夹角为,如图所示,求：,该匀强磁场的磁感应强度,B,的,大小,.,带电粒子以速度,v,0,从,A,点射入磁场后,并打在磁场区,域圆周上某点所经历的时间最,长,求粒子从,A,点射入的方向,与直径,AC,的夹角？,:,带电粒子在复合场中的运动,A:,速度选择器,V,动力学方程,qvB=Eq,V=,E,B,B:,质谱仪,:,x,U,C:,磁流体发电机原理图,当,AB,板上的电荷数量,减少时,Eq,与,qvB,的平,衡被打破,粒子又发生,偏转,从而维持,AB,两板电荷数量保持恒定,使,AB,两板电势差恒定,.,D:,霍尔效应,:,I,v,f,动力学方程,qvB=Eq,E,Eq,例,12,。一块金属立方体三边长度分别为,a,、,b,、,c,，将它连在直流电路中，电流表,A,的示数为,I,，如图所示现于空间加上方向竖直向下、磁感应强度为,B,的匀强磁场，并于金属块前后两表面之间连接一个直流电压表,V,，其示数为,U,试求：,（,1,）电压表接线柱,m,、,n,中哪一个,是正接线柱？哪一个是负接线柱？,（,2,）金属中的载流子（自由电子）,的定向运动速率,v,多大？,（,3,）金属中的载流子密度（单位,体积内自由电子个数）,N,多大？,例,13,：设在地面上方的真空室内，存在匀强电场和匀强磁场，已知电场强度和磁感应强度的方向是相同的，电场强度的大小,E,=4.0V/m,，磁感应强度的大小,B,=0.15T,今有一个带负电的质点以,v,=20m/s,的速度在的区域内沿垂直场强方向做匀速直线运动，求此带电质点的电量与质量之比,q/m,以及磁场的所有可能方向（角度可用反三角函数表示）,解：带电质点受,3,个力（重力、电场力、洛仑兹力）作用,即磁场是沿着与重力方向夹角,=37,，且斜向下方的一切方向,答：带电质点的荷质比,q/m,等于,1.96C/kg,，磁场的所有可能方向是与重力方向夹角,=37,的斜向下方的一切方向,回旋加速运器,