F安=B I L

推导 ?f洛=q B v 建立电流的微观图景(物理模型)

从安培力F=ILBsinθ和I=neSv推出f=qvBsinθ。 典型的比值定义

(E=

FQ E=kqr2) (B=

FI B=kI Lr2 ) (u=

wa?bW?A?A?0qq) ( R=

uL R=?IS) (C=

? sQ C=)

4? k du磁感强度B：由这些公式写出B单位，单位?公式

①B=

F?EI ; ②B= ; ③E=BLv ? B= ；④B=k2I LSLvr（直导体）；⑤B=?NI（螺线管）

uv2mvmv⑥qBv = m ? R = ? B =

RqBqR电学中的三个力：F

注意：F

安

电

Edu?? ; ⑦qBv?qE?B? vvdv=q E =q F安=B I L f洛= q B v

ud=B I L ①、B⊥I时；②、B || I时；③、B与I成夹角时

f洛= q B v

①、B⊥v时，f洛最大，f洛= q B v ②、B || v时，f洛=0

（f B v三者方向两两垂直且力f方向时刻与速度v垂直）?导致粒子做匀速圆周运动。

?做匀速直线运动。

③、B与v成夹角时，（带电粒子沿一般方向射入磁场），

可把v分解为（垂直B分量v⊥，此方向匀速圆周运动；平行B分量v|| ，此方向匀速直线运动。）

?合运动为等距螺旋线运动。安培力的冲量：ＢＩＬΔt＝mΔv

带电粒子在洛仑兹力作用下的圆周(或部分圆周)运动 带电粒子在磁场中圆周运动（关健是画出运动轨迹图,画图应规范）,找圆心和确定半径 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．规律：qBv?mv?R?mv (不能直接用) RqB2T?2?R2?m ?vqB1、找圆心：①(圆心的确定)因f洛一定指向圆心，f洛⊥v任意两个f洛方向的指向交点为圆心； ②任意一弦的中垂线一定过圆心； ③两速度方向夹角的角平分线一定过圆心。 2、求半径(两个方面)： ①物理规律qBv?mv2R?R?mvqB ②由轨迹图得出与半径R有关的几何关系方程 ( 解题时应突出这两条方程 ) 几何关系：速度的偏向角?=偏转圆弧所对应的圆心角(回旋角)?=2倍的弦切角? 相对的弦切角相等，相邻弦切角互补 由轨迹画及几何关系式列出：关于半径的几何关系式去求。 3、求粒子的运动时间：偏向角（圆心角、回旋角）?=2倍的弦切角?，即?=2? t?圆心角(回旋角)0×T t =圆心角(回旋角)×T 02?(或360)2?(或360)4、圆周运动有关的对称规律：特别注意在文字中隐含着的临界条件 a、从同一边界射入的粒子，又从同一边界射出时，速度与边界的夹角相等。 b、在圆形磁场区域内，沿径向射入的粒子，一定沿径向射出。 注意：均匀辐射状的匀强磁场，圆形磁场，及周期性变化的磁场。 专题：带电粒子在复合场中的运动

一、复合场的分类：1、复合场：2、叠加场：

二、带电粒子在复合场电运动的基本分析 三、电场力和洛伦兹力的比较

1.在电场中的电荷，不管其运动与否，均受到电场力的作用；

而磁场仅仅对运动着的、且速度与磁场方向不平行的电荷有洛伦兹力的作用． 2.电场力的大小F＝Eq，与电荷的运动的速度无关；

而洛伦兹力的大小f=Bqvsinα,与电荷运动的速度大小和方向均有关． 3.电场力的方向与电场的方向或相同、或相反；

而洛伦兹力的方向始终既和磁场垂直，又和速度方向垂直．

4.电场力既可以改变电荷运动的速度大小，也可以改变电荷运动的方向， 而洛伦兹力只能改变电荷运动的速度方向.不能改变速度大小 5.电场力可以对电荷做功，能改变电荷的动能； 而洛伦兹力不能对电荷做功，不能改变电荷的动能． 6.匀强电场中在电场力的作用下,运动电荷的偏转轨迹为抛物线;

匀强磁场中在洛伦兹力的作用下,垂直于磁场方向运动的电荷的偏转轨迹为圆弧．

四、对于重力的考虑 重力考虑与否分三种情况．

五、复合场中的特殊物理模型 1．粒子速度选择器

如图所示，粒子经加速电场后得到一定的速度v0，进入正交的电场和磁场，受到的电场力与洛伦兹力方

向相反，若使粒子沿直线从右边孔中出去，则有qv0B＝qE,v0=E/B，若v= v0=E/B，粒子做直线运动，与粒子电量、电性、质量无关

若v＜E/B，电场力大，粒子向电场力方向偏，电场力做正功，动能增加． 若v＞E/B，洛伦兹力大，粒子向磁场力方向偏，电场力做负功，动能减少．

2.磁流体发电机

如图所示，由燃烧室O燃烧电离成的正、负离子（等离子体）以高速。喷入偏转磁场B中．在洛伦兹

力作用下，正、负离子分别向上、下极板偏转、积累，从而在板间形成一个向下的电场．两板间形成一定的电势差．当qvB=qU/d时电势差稳定U＝dvB，这就相当于一个可以对外供电的电源．

3.电磁流量计．

电磁流量计原理可解释为：如图所示，一圆形导管直径为d，用非磁性材料制成，其中有可以导电的液体向左流动．导电液体中的自由电荷（正负离子）在洛伦兹力作用下纵向偏转，a,b间出现电势差．当自由电荷所受电场力和洛伦兹力平衡时，a、b间的电势差就保持稳定． 由Bqv=Eq=Uq/d，可得v=U/Bd.流量Q=Sv=πUd/4B

4.质谱仪：如图所示：组成：离子源O，加速场U，速度选择器（E,B），偏转场B2，胶片． 原理：加速场中qU=?mv2 选择器中: Bqv=Eq ?v?偏转场中:d＝2r，qvB2＝mv2/r q2E 比荷:? mB1B2d质量m?B1B2dq 2EE B1作用：主要用于测量粒子的质量、比荷、研究同位素． 5.回旋加速器

如图所示：组成：两个D形盒，大型电磁铁，高频振荡交变电压，两缝间可形成电压U 作用：电场用来对粒子（质子、氛核,a粒子等）加速，磁场用来使粒子回旋从而能反复加速．高能粒子是研究微观物理的重要手段．

要求：粒子在磁场中做圆周运动的周期等于交变电源的变化周期． 关于回旋加速器的几个问题：

(1)回旋加速器中的D形盒，它的作用是静电屏蔽，使带电粒子在圆周运动过程中只处在磁场中而不受电场的干扰，以保证粒子做匀速圆周运动‘

(2)回旋加速器中所加交变电压的频率f,与带电粒子做匀速圆周运动的频率相等:

f?1qB ?T2?m12q2B2R2(3)回旋加速器最后使粒子得到的能量，可由公式EK?mv?来计算，

22m在粒子电量，、质量m和磁感应强度B一定的情况下，回旋加速器的半径R越大，粒子的

能量就越大．

电磁感应：.

1.法拉第电磁感应定律：电路中感应电动势的大小跟穿过这一电路的磁通量变化率成正比，这就是法拉第电磁感应定律。

内容：电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。

发生电磁感应现象的这部分电路就相当于电源，在电源的内部电流的方向是从低电势流向高电势。(即：由负到正)

2.[感应电动势的大小计算公式]

1) E＝BLV (垂直平动切割)

2) E?n???B?sB??s???n?n?…=?(普适公式) ε∝(法拉第电磁感应定律)

?t?t?t?t3) E= nBSωsin（ωt+Φ）；Em＝nBSω (线圈转动切割)

4)E＝BL2ω/2 (直导体绕一端转动切割) 5)*自感E自＝nΔΦ/Δt＝＝L

?I ( 自感 ) ?t3.楞次定律：感应电流具有这样的方向,即感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量变化,这就是楞次定律。 内容：感应电流具有这样的方向，就是感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。 B感和I感的方向判定：楞次定律(右手) 深刻理解“阻碍”两字的含义(I感的B是阻碍产生I感的原因) B原方向?；B原?变化(原方向是增还是减)；I感方向?才能阻碍变化；再由I感方向确定B感方向。

楞次定律的多种表述

①从磁通量变化的角度：感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。

②从导体和磁场的相对运动：导体和磁体发生相对运动时,感应电流的磁场总是阻碍相对运动。 ③从感应电流的磁场和原磁场：感应电流的磁场总是阻碍原磁场的变化。(增反、减同) ④楞次定律的特例──右手定则

在应用中常见两种情况：一是磁场不变，导体回路相对磁场运动；二是导体回路不动，磁场发生变化。

磁通量的变化与相对运动具有等效性：磁通量增加相当于导体回路与磁场接近，磁通量减少相当于导体回路与磁场远离。因此，

从导体回路和磁场相对运动的角度来看，感应电流的磁场总要阻碍相对运动； 从穿过导体回路的磁通量变化的角度来看，感应电流的磁场总要阻碍磁通量的变化。 能量守恒表述：I感效果总要反抗产生感应电流的原因

电磁感应现象中的动态分析，就是分析导体的受力和运动情况之间的动态关系。 一般可归纳为：

导体组成的闭合电路中磁通量发生变化?导体中产生感应电流?导体受安培力作用? 导体所受合力随之变化?导体的加速度变化?其速度随之变化?感应电流也随之变化 周而复始地循环，最后加速度小致零(速度将达到最大)导体将以此最大速度做匀速直线运动

“阻碍”和“变化”的含义

感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化，而不是阻碍引起感应电流的磁场。因此，不能认为感应电流的磁场的方向和引起感应电流的磁场方向相反。

磁通量变化 感应电流

产生 阻碍 产生

4.电磁感应与力学综合

感应电流的磁场 方法：从运动和力的关系着手，运用牛顿第二定律 (1)基本思路:受力分析→运动分析→变化趋向→确定运动过程和最终的稳定状态→由牛顿第二列方程求解．

电磁感应 (2)注意安培力的特点： 导体运动v 感应电动势E 闭欧合姆 阻电定碍路律

安培力F 磁场对电流的作用 感应电流I