磁场第一轮复习PPT课件.ppt

第十一章第十一章2006-121.考考纲要求要求1 1 1 1vv电电流的磁流的磁流的磁流的磁场场.2 2 2 2vv磁感磁感磁感磁感应强应强度、磁感度、磁感度、磁感度、磁感线线、地磁、地磁、地磁、地磁场场.3 3 3 3vv磁性材料、分子磁性材料、分子磁性材料、分子磁性材料、分子电电流假流假流假流假说说4 4 4 4vv磁磁磁磁场对场对通通通通电导线电导线的作用的作用的作用的作用.安培力安培力安培力安培力.左手左手左手左手定定定定则则5 5 5 5vv磁磁磁磁电电式式式式电电表原理表原理表原理表原理 6 6 6 6vv磁磁磁磁场对场对运运运运动电动电荷的作用荷的作用荷的作用荷的作用.洛洛洛洛仑兹仑兹力力力力.带带电电粒子在匀粒子在匀粒子在匀粒子在匀强强磁磁磁磁场场中的运中的运中的运中的运动动7 7 7 7vv质谱仪质谱仪.回旋加速器回旋加速器回旋加速器回旋加速器 只要求掌握直只要求掌握直导线跟跟B B平行或垂直两种情况下的安培力平行或垂直两种情况下的安培力只要求掌握只要求掌握v v跟跟B B平行或垂直两种情况下的洛平行或垂直两种情况下的洛仑磁力磁力说明：明：2.知知识结构构磁磁磁磁场场磁磁磁磁场场的的的的产产生生生生永磁体磁永磁体磁永磁体磁永磁体磁场场电电流磁流磁流磁流磁场场直直直直线电线电流磁流磁流磁流磁场场通通通通电电螺螺螺螺线线管磁管磁管磁管磁场场定定定定义义：B=F/ILB=F/IL单单位位位位:特（特（特（特（T T）矢量性：矢量性：矢量性：矢量性：B B的方向即磁的方向即磁的方向即磁的方向即磁场场方向；方向；方向；方向；B B、F F、L L的方的方的方的方向关系由左手定向关系由左手定向关系由左手定向关系由左手定则则确定。确定。确定。确定。磁感磁感磁感磁感线线意意意意义义：磁感磁感磁感磁感线线的疏密的疏密的疏密的疏密表示磁表示磁表示磁表示磁场强场强弱；弱；弱；弱；磁感磁感磁感磁感线线的切的切的切的切线线方向表示磁方向表示磁方向表示磁方向表示磁场场方向。方向。方向。方向。安培力安培力安培力安培力F=BILF=BIL方向：左手定方向：左手定方向：左手定方向：左手定则则洛洛洛洛仑兹仑兹力力力力f=BqVf=BqV方向：左手定方向：左手定方向：左手定方向：左手定则则带电带电粒子在磁粒子在磁粒子在磁粒子在磁场场中的运中的运中的运中的运动动只受洛只受洛只受洛只受洛仑仑力，且力，且力，且力，且B Bv v时时有：有：有：有：Bqv=mvBqv=mv2 2/R/RR=mv/Bq;R=mv/Bq;T=2m/BqT=2m/Bq磁磁磁磁感感感感强强度度度度磁磁磁磁场场的的的的性性性性质质3.第一部分第一部分第一部分第一部分 磁磁磁磁场场的基本概念的基本概念的基本概念的基本概念1 1、磁、磁场的的产生生磁体的周磁体的周围存在磁存在磁场（与（与电场一一样是一种特殊物是一种特殊物质）电流周流周围存在磁存在磁场奥斯特奥斯特实验南北放置南北放置导线通通电后后发生偏生偏转电流流产生生磁磁场电荷运荷运动产生生磁磁场2 2、磁、磁场的基本性的基本性质对放入其中的放入其中的磁体磁体磁体磁体、电电流流流流有力的作用有力的作用同名磁极相互排斥同名磁极相互排斥异名磁极相互吸引异名磁极相互吸引磁体磁体对电流的作用流的作用电流流对电流流的作用的作用4.3 3、磁体、磁体间相互作用的本相互作用的本质磁体磁体磁磁场磁体磁体磁体或磁体或电流流磁体或磁体或电流流4 4、磁、磁现象的象的电本本质安培分子安培分子电流假流假说：在原子、分子等物在原子、分子等物质微粒内部存在一种微粒内部存在一种环形形电流流分子分子电流，分子流，分子电流使每个物流使每个物质微粒都成微粒都成为微小微小的磁体，它的两的磁体，它的两侧相当于两个磁极。相当于两个磁极。解解释磁化、磁化、消磁消磁现象象不不显磁性磁性显磁性磁性磁化磁化消磁消磁总结：一切磁：一切磁现象都是由象都是由电电荷的运荷的运荷的运荷的运动动产生的生的磁磁场5.5 5、磁、磁场的方向：的方向：规定定为小磁小磁针N N N N极极极极在磁在磁场中的受力方向。或中的受力方向。或小磁小磁针静止静止时N N N N极极极极所指的方向！所指的方向！6 6、磁感、磁感线用来形象地描述磁用来形象地描述磁场中各点的磁中各点的磁场方向和方向和强弱的假想曲弱的假想曲线 磁感磁感线上每一点的切上每一点的切线方向就是方向就是该点的磁点的磁场方向，即小磁方向，即小磁针N N极在极在该点的受力方向或静止点的受力方向或静止时的指向的指向 磁感磁感线的疏密表示磁的疏密表示磁场的的强弱弱 磁感磁感线是封是封闭曲曲线（和静（和静电场的的电场线不同）不同）几种磁几种磁场的磁感的磁感线条形磁条形磁条形磁条形磁铁铁蹄形磁蹄形磁蹄形磁蹄形磁铁铁2006-126.通通通通电电直直直直导线导线判判断断方方法法：立体立体图纵截面截面图横截面横截面图环环形形形形电电流流流流判判断断方方法法：立体立体图纵截面截面图横截面横截面图7.通通通通电电螺螺螺螺线线管管管管判判断断方方法法电流流安培定安培定则（二）（二）立体立体图横截面横截面图纵截面截面图地磁地磁地磁地磁场场2006-128.例例1 1、步步高、步步高P P178 178 应用用2-1 2-1 例例1 1 例例2 2、步步高、步步高P P178 178 应用用3-1 P3-1 P179 179 例例2 27 7、磁感、磁感应强度度 描述磁描述磁场的的强弱与方向的物理量弱与方向的物理量定定义：在磁：在磁场中垂直磁中垂直磁场方向的通方向的通电导线，受到的安培力跟，受到的安培力跟电流和流和导线长度的乘度的乘积的比的比值。表达式：表达式：单位：特斯拉（位：特斯拉（T T）矢量：方向矢量：方向为该点的磁点的磁场方向，即通方向，即通过该点的磁感点的磁感线的切的切线方向方向例例3 3、步步高步步高P P179179 例例3 P3 P177177 应用用1-11-1例例4 4、步步高步步高P P179179 例例4 42006-129.第二部分第二部分第二部分第二部分 磁磁磁磁场对电场对电流的作用力流的作用力流的作用力流的作用力 磁磁磁磁电电式式式式仪仪表表表表1 1、磁、磁场对电流的作用力流的作用力安培力安培力方向：左手定方向：左手定则磁磁场方向方向电流方向流方向电流方向流方向判断下列通判断下列通电导线的受力方向的受力方向 安培力方向安培力方向判断下列判断下列导线的的电流方向或磁流方向或磁场方向或受力方向方向或受力方向 2006-1210.大小大小F=BILF=BILBIBI如如BIBI则F=0F=0如如B B与与I I成任意角成任意角则把把L L投影投影到与到与B B垂直和平行的方向上垂直和平行的方向上与与B B垂垂直的直的为有效有效L L为在磁在磁场中中的的有效有效长度度F=BILsinF=BILsinB B与与I I的的夹角角2 2、通、通电导线在安培力作用下运在安培力作用下运动的定性判断的定性判断2006-1211.随堂：随堂：步步高步步高P P181181 例例1 12006-1212.3 3 3 3、电电流在安培力作用下的定量流在安培力作用下的定量流在安培力作用下的定量流在安培力作用下的定量计计算算算算问题问题例例1 1：如如图，相距，相距20cm20cm的两根光滑平行的两根光滑平行铜导轨，导轨平面平面倾角角为=37=370 0，上面放着，上面放着质量量为80g80g的金属杆的金属杆abab，整个装置放在，整个装置放在B B=0.2T=0.2T的匀的匀强磁磁场中中.(1)(1)若磁若磁场方向方向竖直向下，要使金属杆直向下，要使金属杆静止在静止在导轨上，必上，必须通以多大的通以多大的电流流.(2)(2)若磁若磁场方向垂直斜面向下，要使金方向垂直斜面向下，要使金属杆静止在属杆静止在导轨上，必上，必须通以多大的通以多大的电流。流。例例2 2：如如图所示，有一金属棒所示，有一金属棒abab，质量量为m m=5g5g，电阻阻R R=1=1，可以无摩擦地在两条平行，可以无摩擦地在两条平行导轨上滑行。上滑行。导轨间距离距离为d d=10cm=10cm，电阻不阻不计。导轨平面与水平面的平面与水平面的夹角角=30=30，整个，整个装置放在磁感装置放在磁感应强度度B B=0.4T=0.4T的匀的匀强磁磁场中，中，磁磁场方向方向竖直向上。直向上。电源的源的电动势E E=2V=2V，内，内电阻阻r r=0.1=0.1，试求求变阻器取阻器取值是多少是多少时，可使金属棒静止在可使金属棒静止在导轨上。上。2006-1213.例例3 3：在磁感在磁感应强度度B B=0.08T=0.08T，方向，方向竖直向下的匀直向下的匀强磁磁场中，一根中，一根长l l1 1=20cm=20cm，质量量m m=24g=24g的金属横杆水平地的金属横杆水平地悬挂在两根挂在两根长均均为24cm24cm的的轻细导线上，上，电路中通以路中通以图示的示的电流，流，电流流强度保持在度保持在2.5A2.5A，横杆在，横杆在悬线偏离偏离竖直位置直位置=30=30处时由静止开始由静止开始摆下，下，求横杆通求横杆通过最低点的瞬最低点的瞬时速度大小。速度大小。例例4 4：如如图所示，两根平行光滑所示，两根平行光滑轨道水平放道水平放置，相互置，相互间隔隔d=0.1md=0.1m，质量量为m=3gm=3g的金属的金属棒置于棒置于轨道一端道一端.匀匀强磁磁场B=0.1TB=0.1T，方向，方向竖直向下，直向下，轨道平面距地面高度道平面距地面高度h=0.8mh=0.8m，当，当接通开关接通开关S S时，金属棒由于受磁，金属棒由于受磁场力作用而力作用而被水平抛出，落地点水平距离被水平抛出，落地点水平距离s=2ms=2m，求接，求接通通S S瞬瞬间，通，通过金属棒的金属棒的电量量.B Bh hs s随堂：步步高随堂：步步高P P180180181181 应用用1-11-1、例、例2 22006-1214.4 4、电流表的工作原理流表的工作原理构造：由构造：由辐向均匀向均匀分布的分布的磁磁场和放入其中的可和放入其中的可转动的的线圈圈组成。（如成。（如图）工作原理工作原理 线圈中有圈中有电流流时，受磁，受磁场力的作用而力的作用而转动，当磁，当磁场力矩与力矩与弹簧的扭簧的扭转力矩相等力矩相等时，线圈停止圈停止转动；且有；且有II，因此由，因此由电流表指流表指针的的偏偏转角度可得角度可得电流大小，且流大小，且电流表刻度是均匀的。流表刻度是均匀的。2006-1215.第三部分第三部分第三部分第三部分 磁磁磁磁场对场对运运运运动电动电荷的作用荷的作用荷的作用荷的作用一、洛一、洛仑兹力力磁磁场对运运动电荷的作用力荷的作用力1 1、大小：、大小：F F洛洛=Bqv=Bqv（v v为电荷相荷相对B B的速度）的速度）当当BvBv时，电荷不受洛荷不受洛仑兹力力当当BvBv时，电荷所受洛荷所受洛仑兹力最大力最大当当B B与与v v成成角角时，F F洛洛=Bqvsin=Bqvsin2 2、方向：用左手定、方向：用左手定则判断判断F洛洛+v注意：注意：四指的方向四指的方向为正正电荷的运荷的运动方向，或方向，或负电荷运荷运动的反方向。的反方向。3 3、特点：洛、特点：洛仑兹力始力始终与与电荷运荷运动方向垂直，只改方向垂直，只改变速度的方速度的方向，而不改向，而不改变速度的大小，所以洛速度的大小，所以洛仑兹力不做功。力不做功。4 4、洛、洛仑兹力与安培力的关系力与安培力的关系洛洛仑兹力是安培力的微力是安培力的微观表表现，安培力是洛，安培力是洛仑兹力的宏力的宏观体体现步步高步步高P P183183应用用1-11-12006-1216.2 2、运、运动方向与磁方向与磁场方向垂直，做匀速方向垂直，做匀速圆周运周运动洛洛仑兹力提供向心力力提供向心力轨道半径：道半径：周期：周期：与与v v、r r无关无关二、二、带电粒子（不粒子（不计重力）在匀重力）在匀强磁磁场中的运中的运动1 1、运、运动方向与磁方向与磁场方向平行，做匀速直方向平行，做匀速直线运运动圆心、半径、运心、半径、运动时间的确定的确定圆心的确定心的确定a a、两个速度方向垂直、两个速度方向垂直线的交点。的交点。（常用在有界磁（常用在有界磁场的入射与出射的入射与出射方向已知的情况下）方向已知的情况下）随堂：随堂：步步高步步高P P184184应用用2-12-1VO2006-1217.b b、一个速度方向的垂直、一个速度方向的垂直线和和一条弦的中垂一条弦的中垂线的交点的交点O O半径的确定半径的确定应用几何知用几何知识来确定！来确定！运运动时间：vvoc c、粒子在磁、粒子在磁场中运中运动的角度关系的角度关系例例1 1、如如图所示所示带正正电的粒子以速度的粒子以速度v v垂直垂直磁磁场边界界进入匀入匀强磁磁场，试分析粒子的运分析粒子的运动情况。情况。vv若粒子若粒子进入磁入磁场的速度方向与的速度方向与边界成界成 角，角，则运运动情况又将如何？情况又将如何？(单边界界)2006-1218.应用用1 1：（20012001上海物理）上海物理）如如图所示，所示，在在y0y0的区域内存在匀的区域内存在匀强磁磁场，磁，磁场方方向垂直于向垂直于xyxy平面并指向平面并指向纸面外，磁感面外，磁感应强度度为B B。一。一带正正电的粒子以速度的粒子以速度v v0 0从从O O点射入磁点射入磁场，入射方向在，入射方向在xyxy平面内，与平面内，与x x轴正向的正向的夹角角为。若粒子射出磁。若粒子射出磁场时的位置与的位置与O O点的距离点的距离为L L，求，求该粒子的粒子的电量和量和质量之比量之比q/mq/m。yxOB2:2:（19991999年全国）年全国）一个一个负离子，离子，质量量为m m，电量大小量大小为q q，以速率，以速率v v垂直于屏垂直于屏S S经过小孔小孔O O射射入存在着匀入存在着匀强磁磁场的真空室中，如的真空室中，如图所示。所示。磁感磁感应强度度B B的方向与离子的运的方向与离子的运动方向垂直，方向垂直，并垂直于并垂直于图中中纸面向里面向里.（1 1）求离子）求离子进入磁入磁场后到达屏后到达屏S S上上时的位置的位置与与O O点的距离点的距离.（2 2）如果离子）如果离子进入磁入磁场后后经过时间t t到达位到达位置置P P，证明明:直直线OPOP与离子入射方向之与离子入射方向之间的的夹角角跟跟t t的关系是的关系是=qBt/2m=qBt/2m。2006-1219.例例2 2、垂直垂直纸面向外的匀面向外的匀强磁磁场仅限于限于宽度度为d d的条形区域内，磁感的条形区域内，磁感应强度度为B B一个一个质量量为m m、电量量为q q的粒子以一的粒子以一定的速度垂直于磁定的速度垂直于磁场边界方向从界方向从a a点垂点垂直直飞入磁入磁场区，如区，如图所示，当它所示，当它飞离离磁磁场区区时，运，运动方向偏方向偏转角角试求求粒子的运粒子的运动速度速度v v以及在磁以及在磁场中运中运动的的时间t t(双双边界界)2006-1220.应用：用：（20042004天津理天津理综）钍核核 发生衰生衰变生成生成镭核核 并并放出一个粒子。放出一个粒子。设该粒子的粒子的质量量为m m、电荷量荷量为q q，它，它进入入电势差差为U U的的带窄窄缝的平行平板的平行平板电极极S S1 1和和S S2 2间电场时，其速度，其速度为v v0 0，经电场加速后，沿加速后，沿0 x0 x方向方向进入磁感入磁感应强度度为B B、方向垂直、方向垂直纸面向外面向外的有界匀的有界匀强磁磁场，oxox垂直平板垂直平板电极极S S2 2，当粒子从，当粒子从p p点离开磁点离开磁场时，其速度方向与其速度方向与oxox方向的方向的夹角角=60=60，如，如图所示，整个装置所示，整个装置处于于真空中。真空中。（1 1）写出）写出钍核衰核衰变方程；方程；（2 2）求粒子在磁）求粒子在磁场中沿中沿圆弧运弧运动的的轨道半径道半径R R；（3 3）求粒子在磁）求粒子在磁场中运中运动所用所用时间t t。2006-1221.例例3 3、步步高步步高P P184 184 例例1 1 （圆形形边界）界）例例4 4、步步高步步高P P184 184 例例2 2 （矩形（矩形边界）界）应用用:（20022002全国理全国理综）电视机的机的显像管中，像管中，电子束的偏子束的偏转是用是用磁偏磁偏转技技术实现的。的。电子束子束经过电压为U U的加速的加速电场后，后，进入一入一圆形匀形匀强磁磁场区，如区，如图所示。磁所示。磁场方向垂直于方向垂直于圆面。磁面。磁场区的区的中心中心为O O，半径，半径为r r。当不加磁。当不加磁场时，电子束将通子束将通过O O点而打到屏点而打到屏幕的中心幕的中心M M点。点。为了了让电子束射到屏幕子束射到屏幕边缘P P，需要加磁，需要加磁场，使，使电子束偏子束偏转一已知角度一已知角度，此，此时磁磁场的磁感的磁感应强度度B B应为多少？多少？2006-1222.例例5 5：如如图所示，在一所示，在一环行区域内存在着垂直行区域内存在着垂直纸面向里的匀面向里的匀强磁磁场，在，在圆心心O O点点处有一静止的有一静止的镭核核(2262268888Ra)Ra)，镭核核 (2262268888Ra)Ra)放出一个粒子后放出一个粒子后变成成氡核核(2222228686Rn)Rn)，已知，已知镭核在衰核在衰变过程中有程中有5.65105.6510-12-12J J能量能量转化化为它它们的的动能。粒子能。粒子进入磁入磁场后受到洛后受到洛仑兹力的大小力的大小为2.22102.2210-11-11N N。(1)(1)试写出写出镭核衰核衰变成成氡核的核反核的核反应方程方程 (2)(2)分分别求出粒子和求出粒子和氡核的核的动能能 (3)(3)分分别求出粒子和求出粒子和氡核核进入磁入磁场后的偏后的偏转半径半径 (4)(4)若内若内圆半径半径r=1.2mr=1.2m，要使它，要使它们不不飞出外出外圆，外，外圆的最小的最小半径必半径必须为多大多大?（圆环形形边界）界）例例6 6、洛洛仑兹力作用下的非匀速力作用下的非匀速圆周运周运动。步步高步步高P P185185例例3 32006-1223.例例1 1、如如图所示，在所示，在x x轴上方有上方有垂直于垂直于xOy平面向里的匀平面向里的匀强磁磁场，磁感，磁感应强度度为B B；在；在x x轴下下方有沿方有沿y y轴负方向的匀方向的匀强电场，场强为E.E.一一质量量为m m，电量量为-q q的粒子从坐的粒子从坐标原点原点O O沿着沿着y y轴正方向射出正方向射出.射出之后第三次射出之后第三次到达到达x x轴时，它与点，它与点O O的距离的距离为L.L.求此粒子射出求此粒子射出时的速度的速度v v和和运运动的的总路程路程s s（不（不计重力）重力）.第四部分第四部分第四部分第四部分 带电带电粒子在复合粒子在复合粒子在复合粒子在复合场场中的运中的运中的运中的运动动1 1、复合、复合场是指是指电场、磁、磁场、重力、重力场并存，或其中某两种并存，或其中某两种场并存，并存，带电粒子在粒子在这些些场中运中运动时要考要考虑电场力、洛力、洛仑兹力和重力或其力和重力或其中某两种力的作用。中某两种力的作用。2 2、带电粒子在复合粒子在复合场中的运中的运动问题实际上是一个力学上是一个力学问题。应根据研究力学根据研究力学问题的思路运用力学的思路运用力学规律求解。律求解。2006-1224.例例2 2、如如图，在，在xoyxoy平面内，第平面内，第I I象象限内有限内有匀匀强电场，场强大小大小为E E，方向沿方向沿y y轴正方向，在正方向，在x x轴正下方正下方有匀有匀强磁磁场，磁感，磁感应强度大小度大小为B B，方向垂直，方向垂直纸面向里，今有一面向里，今有一质量量为m m，电量量为e e的的电子（不子（不计重重力），从力），从y y轴上的上的P P点以初速度点以初速度v v0 0垂直于垂直于电场方向方向进入入电场，经电场偏偏转后，沿着与后，沿着与x x轴成成45450 0进入入磁磁场，并能返回原出，并能返回原出发点点P P。（1 1）说明明电子的运子的运动情况，并作情况，并作出出电子运子运动轨迹的示意迹的示意图；（2 2）求）求P P点离坐点离坐标原点的距离原点的距离h h；（3 3）电子从子从P P点出点出发经过多多长时间第一次返回到第一次返回到P P点？点？E EB Bx xy yo ov v0 0P P4504502006-1225.例例3 3、如如图，两个共，两个共轴的的圆筒形金属筒形金属电极，外极，外电极接地，极接地，其上均匀分布着平行于其上均匀分布着平行于轴线的四条狭的四条狭缝a a、b b、c c和和d d，外，外筒的外半径筒的外半径为r r0 0.在在圆筒之筒之外的足外的足够大区域中有平行于大区域中有平行于轴线方向的均匀磁方向的均匀磁场，磁感，磁感应强度的大小度的大小为B B.在两极在两极间加上加上电压，使两，使两圆筒之筒之间的的区域内有沿半径向外的区域内有沿半径向外的电场.一一质量量为m m、带电量量为+q q的的粒子，从粒子，从紧靠内筒且正靠内筒且正对狭狭缝a a的的S S点出点出发，初速，初速为零零.当当该粒子粒子经过一段一段时间的运的运动之后恰好又回到出之后恰好又回到出发点点S S，则两两电极之极之间的的电压U U应是多少是多少?（不（不计重力，整个重力，整个装置在真空中装置在真空中.）oabcd+qs2006-1226.例例4 4、如如图所示，在相互垂直的所示，在相互垂直的水平匀水平匀强电场和水平匀和水平匀强磁磁场中，有一中，有一竖直固定直固定绝缘杆杆MNMN，小球小球P P套在杆上，已知套在杆上，已知P P的的质量量为m m，电量量为q q,P P与杆与杆间的的动摩摩擦因数擦因数为，电场强度度为E E，磁，磁感感应强度度为B B，小球由静止起开，小球由静止起开始下滑，始下滑，设电场、磁、磁场区域足区域足够大，杆足大，杆足够长，求：，求：（1 1）当下滑加速度）当下滑加速度为最大加速最大加速度一半度一半时的速度的速度.（2 2）当下滑速度）当下滑速度为最大下滑速最大下滑速度一半度一半时的加速度的加速度 随堂：随堂：步步高步步高P P188188 例例1 1、例、例2 2、例、例3 32006-1227.3 3、带电粒子在复合粒子在复合场中运中运动的典型的典型问题（1 1 1 1）、）、）、）、质谱仪质谱仪（2 2 2 2）、速度）、速度）、速度）、速度选择选择器器器器（3 3 3 3）、加速器（直）、加速器（直）、加速器（直）、加速器（直线线加速器、回旋加速器）加速器、回旋加速器）加速器、回旋加速器）加速器、回旋加速器）（4 4 4 4）、磁流体）、磁流体）、磁流体）、磁流体发电发电机、机、机、机、电电磁流量磁流量磁流量磁流量计计、霍、霍、霍、霍尔尔效效效效应应（磁（磁（磁（磁强计强计）2006-1228.例：例：（20012001年全国理年全国理综）下下图是是测量量带电粒子粒子质量的量的仪器工作原器工作原理示意理示意图，设法使某有机化合物的气法使某有机化合物的气态分子分子导入入图中所示的容器中所示的容器A A中，使它使受到中，使它使受到电子束子束轰击，失去一个，失去一个电子子变成成为正一价的分正一价的分子离子。子离子。分子离子从狭分子离子从狭缝s s1 1以很小的速度以很小的速度进入入电压U U的加速的加速电场区（初速区（初速不不计），加速后，再通），加速后，再通过狭狭缝s s2 2、s s3 3 射入磁感射入磁感强度度为B B的匀的匀强磁磁场，方向垂直于磁，方向垂直于磁场区的界面区的界面PQPQ。最后，分子离子打到感光片上，。最后，分子离子打到感光片上，形成垂直于形成垂直于纸面且平行于狭面且平行于狭缝s s3 3的的细线，若，若测得得细线到狭到狭缝s s3 3的的距离距离为d d，导出分子离子的出分子离子的质量量m m的表达式。的表达式。PAd UBS1S2S3感光片感光片 2006-1229.任何一个存在正交任何一个存在正交电场的磁的磁场的空的空间都可看作速度都可看作速度选择器器速度速度选择器只器只选择速度而不速度而不选择粒子的种粒子的种类，只要，只要v=E/Bv=E/B，粒，粒子就能沿直子就能沿直线匀速通匀速通过选择器，而与粒子的器，而与粒子的电性、性、电荷量、荷量、质量无关。（不量无关。（不计重力）重力）如如图所示，在平行金属板所示，在平行金属板间有匀有匀强电场和匀和匀强磁磁场，方向如，方向如图，有一束正有一束正电荷沿中心荷沿中心线方向水平射入，却分成三束分方向水平射入，却分成三束分别由由a a、b b、c c三点射出，三点射出，问可以确定的是可以确定的是这三束三束带电粒子的什么物理量不相粒子的什么物理量不相同同?(?(重力不重力不计)2006-1230.例：例：(2004(2004江江苏物理物理)汤姆生用来姆生用来测定定电子的比荷子的比荷(电子的子的电荷量荷量与与质量之比量之比)的的实验装置如装置如图所示，真空管内的阴极所示，真空管内的阴极K K发出的出的电子子(不不计初速、重力和初速、重力和电子子间的相互作用的相互作用)经加速加速电压加速后，加速后，穿穿过AA中心的小孔沿中心中心的小孔沿中心轴O O1 1O O的方向的方向进入到两入到两块水平正水平正对放置放置的平行极板的平行极板P P和和PP间的区域当极板的区域当极板间不加偏不加偏转电压时，电子束子束打在打在荧光屏的中心光屏的中心O O点点处，形成了一个亮点；加上偏，形成了一个亮点；加上偏转电压U U后，后，亮点偏离到亮点偏离到OO点，点，(O(O与与O O点的点的竖直直间距距为d d，水平，水平间距可忽略不距可忽略不计此此时，在，在P P和和PP间的区域，再加上一个方向垂直于的区域，再加上一个方向垂直于纸面向里面向里的匀的匀强磁磁场调节磁磁场的的强弱，当磁感弱，当磁感应强度的大小度的大小为B B时，亮，亮点重新回到点重新回到O O点已知极板水平方向的点已知极板水平方向的长度度为L L1 1，极板，极板间距距为b b，极板右端到，极板右端到荧光屏的距离光屏的距离为L L2 2(如如图所示所示)(1)(1)求打在求打在荧光屏光屏O O点的点的电子速度的大小。子速度的大小。(2)(2)推推导出出电子的比荷的表达式子的比荷的表达式2006-1231.回回旋旋加加速速器器步步高步步高P P188188 应用用2-1 P2-1 P190190第第1 1、4 4题；2006-1232.磁流体磁流体发电机、机、电磁流量磁流量计、霍、霍尔效效应（磁（磁强计）磁流体磁流体发电机机进入磁入磁场的粒子的粒子带正、正、负电荷荷当当Eq=BqvEq=Bqv时两板两板间电势差达到最大差达到最大电磁流量磁流量计流流动的的导电液体含有正、液体含有正、负离子离子U=BdvU=Bdv流量指流量指单位位时间内流内流过的体的体积：Q=SvQ=Sv当液体内的自由当液体内的自由电荷所受荷所受电场力与洛力与洛仑兹力相等力相等时，a a、b b间的的电势差差稳定。定。步步高步步高P P189189例例4 4霍霍尔效效应（磁（磁强计）导体中通体中通过电流流时，在运，在运动的的电荷荷为电子，子，带负电；当当电子所受子所受电场力与洛力与洛仑兹力相等力相等时，导体上、下体上、下侧电势差差稳定。定。2006-1233.（20002000全国）全国）如如图所示，厚度所示，厚度为h h、宽度度为d d 的的导体板放在垂直于体板放在垂直于它的磁感它的磁感应强度度为B B的匀的匀强磁磁场中。当中。当电流通流通过导体板体板时，在，在导体体板的上板的上侧面面A A和下和下侧面面AA之之间会会产生生电势差，差，这种种现象称象称为霍霍尔效效应。实验表明，当磁表明，当磁场不太不太强时，电势差差U U、电流流 I I 和和 B B 的关系的关系为 U=KIB/d,U=KIB/d,式中的比例系数式中的比例系数K K称称为霍霍尔系数。霍系数。霍尔效效应可解可解释如下如下：外部磁：外部磁场的洛的洛仑兹力使运力使运动的的电子聚集在子聚集在导体板的一体板的一侧，在，在导体体板的另一板的另一侧会出会出现多余的正多余的正电荷，从而形成横向荷，从而形成横向电场对电子施加与子施加与洛洛仑兹力方向相反的静力方向相反的静电力。当静力。当静电子与洛子与洛仑兹力达到平衡力达到平衡时，导体上下两体上下两侧之之间就会形成就会形成稳定的定的电势差。差。设电流流I I是由是由电子的定向子的定向流流动形成的，形成的，电子的平均定向速度子的平均定向速度为v v，电量量为e e。回答下列。回答下列问题：（1 1）达到）达到稳定状定状态时，导体板上体板上侧面面A A的的电势_下下侧面的面的电势（填高于、低于或等于）。（填高于、低于或等于）。（2 2）电子所受洛子所受洛仑兹力的大小力的大小为_。（3 3）当）当导体板上下两体板上下两侧之之间的的电势差差为U U时，电子所受静子所受静电力的大力的大小小为_。（4 4）（）（20002000全国）由静全国）由静电力和洛力和洛仑兹力平衡的条件，力平衡的条件，证明霍明霍尔系系数数K=K=，其中，其中n n代表代表导体板体板单位体位体积中中电子的个数。子的个数。2006-1234.AhdAIB（1 1）达到）达到稳定状定状态时，导体板上体板上侧面面A A的的电势_下下侧面的面的电势（填高于、低于或等于）。（填高于、低于或等于）。（2 2）电子所受洛子所受洛仑兹力的大小力的大小为_。（3 3）当）当导体板上下两体板上下两侧之之间的的电势差差为U U时，电子所受静子所受静电力的力的大小大小为_。（4 4）（）（20002000全国）由静全国）由静电力和洛力和洛仑兹力平衡的条件，力平衡的条件，证明霍明霍尔系数系数K=K=，其中，其中n n代表代表导体板体板单位体位体积中中电子的个数。子的个数。2006-1235.电磁流量磁流量计广泛广泛应用于用于测量可量可导电流体（如流体（如污水）在管中的流量水）在管中的流量（在（在单位位时间内通内通过管内横截面的流体的体管内横截面的流体的体积）。）。为了了简化，假化，假设流量流量计是如是如图所示的横截面所示的横截面为长方形的一段管道，其中空部分的方形的一段管道，其中空部分的长、宽、高分、高分别为图中的中的a a、b b、c c。流量。流量计的两端与的两端与输送流体的管道相送流体的管道相连接（接（图中虚中虚线）。）。图中流量中流量计的上下两面是金属材料，前后两面的上下两面是金属材料，前后两面是是绝缘材料。材料。现于流量于流量计所在所在处加磁感加磁感强度度为B B的匀的匀强磁磁场，磁，磁场方向垂直于前后两面。当方向垂直于前后两面。当导电流体流体稳定地流定地流经流量流量计时，在管外将，在管外将流量流量计上、下两表面分上、下两表面分别与一串接了与一串接了电阻阻R R的的电流表的两端流表的两端连接，接，I I表示表示测得的得的电流流值。已知流体的。已知流体的电阻率阻率为，不，不计电流表的内阻，流表的内阻，则可求得流量可求得流量为 2006-1236.