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第一章 安培力与洛伦兹力章末 复习
一 安培力的方向
伸开左手，让拇指与其余四指垂直，并且都与手掌在同一个平面内．让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向．
2.安培力的方向
1.安培力：通电导线在磁场中受到的力
1）左手定则
反向电流相互排斥
同向电流相互吸引
（θ 为B、I 的夹角）
当θ=0 ，即B∥I，F=0
当θ=90 ，即B⊥I，F=BIl
当0 <θ<90 ，F=BIlsinθ
b
a
公式说明
1）适用于匀强磁场
2）式中的L 是导线垂直于磁场方向的有效长度。
导线有效长度为2r
F安=2BIr
I
电流表的工作原理
如图所示，当电流通过线圈时，线圈上跟轴线平行的两边在安培力作用下，使线圈绕轴线转动，从而使螺旋弹簧被扭动。当安培力产生的力矩和弹簧的扭转力矩相平衡时，线圈才停止转动。
θ
电流表中磁铁与铁芯之间是均匀辐向分布的。所谓均匀辐向分布，就是说所有磁感线的延长线都通过铁芯的中心，不管线圈处于什么位置，线圈平面与磁感线之间的夹角都是零度。
如图所示，两平行光滑导轨相距0.2m，与水平面夹角为45°，金属棒MN的质量为0.1kg，处在竖直向上磁感应强度为1T的匀强磁场中，电源电动势为6V，内阻为1Ω，为使MN处于静止状态，则电阻R应为多少？(其他电阻不计)
θ
N
B
G
FN
F安
0.2Ω
洛伦兹力的方向用左手定则判断
左手定则：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；
①让磁感线从 掌心垂直进入，
②并使四指指向正电荷运动的方向，
③这时拇指所指的方向就是运动的正电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向
F ＝ qvB
F ＝ qvBsin θ
总结
（1）当v//B时：
（2）当 v⊥B时：
F洛=qvB
F洛=0
（3）当v既不∥B，又不⊥于B时：
（分解B或v）
F洛=qvBsinθ
单位：F(N)，q(C)，v(m/s), B(T)
在图 示的平行板器件中，电场强度 E 和磁感应强度 B 相互垂直。具有不同水平速度的带电粒子射入后发生偏转的情况不同。这种装置能把具有某一特定速度的粒子选择出来，所以叫作速度选择器。
速度选择器.
1.试证明带电粒子具有速度 v ＝ E/B 时，才能沿着图示虚线路径通过这个速度选择器.
2.带电粒子具有速度 v ＝ E/B 时，右端水平进入磁场，能沿着图示虚线路径通过这个速度选择器吗？
磁流体发电
一种用磁流体发电的装置如图 所示。平行金属板 A、B 之间有一个很强的磁场。将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）喷入磁场，A、B 两板间便产生电压。如果把 A、B 和用电器连接，A、B 就是一个直流电源的两个电极。
（1） A、B 板哪一个是电源的正极
（2） 若 A、B 两板相距为 d，板间的磁场按匀强磁场处理，磁感应强度为 B，等离子体以速度 v 沿垂直于 B 的方向射入磁场，这个发电机的电动势是多大？
如图所示，在一个很小的矩形半导体薄片上，制作四个电极E、F、M、N，它就成了一个霍尔元件。在E、F间通入恒定的电流I，同时外加与薄片垂直的磁场B，则薄片中的载流子在洛伦兹力的作用下，向着与电流和磁场都垂直的方向漂移，使M、N间出现了电压，称为霍尔电压UH。下列关于霍尔电压的大小，正确的是（　　）
A．将磁场方向变为与薄片的上、下表面平行，UH不变B．将磁场方向和电流方向同时反向，N板电势低于M板电势C．磁场方向竖直向下时，不论是何种载流子，一定有N极的电势高于M极的电势D．在电流I、磁场B一定时，薄片的厚度越大，则UH越小
【答案】D
电荷做匀速圆周运动的向心力由洛伦兹力提供
则：
带电粒子在磁场中做圆周运动的半径和周期
由圆周运动的周期
得：
得：
运动的周期跟轨道半径和运动速度均无关，而与比荷q/m成反比。
【例】如图所示，一束带负电的粒子以速度v垂直射入磁感应强度为B、宽度为d的匀强磁场中，穿透磁场时速度方向与电子原来入射方向的夹角是30o，则此粒子的比荷是多少？穿透磁场的时间是多少？
从同一边界射入的粒子,从同一边界射出时,速度与边界的夹角相等;
在圆形磁场区域内,沿径向射入的粒子,必沿径向射出.
电视机的显像管中，电子束的偏转是用磁偏转技术实现的。电子束经过电压为U的加速电场后，进入一圆形匀强磁场区，如图所示。磁场方向垂直于圆面。磁场区的中心为O，半径为r。当不加磁场时，电子束将通过O点而打到屏幕的中心M点。为了让电子束射到屏幕边缘P，需要加磁场，使电子束偏转一已知角度θ，此时磁场的磁感应强度B应为多少？
a
o
o，
让某种中性气体分子在电离室A内被电离成离子，大量的电荷量相同，质量不同的同位素，经同一电场U加速后，经S3孔进入匀强磁场，由于其圆周运动的轨道半径不同，就会打在照相底片D的不同位置，出现一系列的谱线。
质谱仪
1.回旋加速器的构造：
（1）粒子源
（2）两个D形盒
（3）匀强磁场
（4）交变电场
说明：两D形盒中有匀强磁场无电
场，盒间缝隙有交变电场
回旋加速器
接高频
电源
狭缝
原理图
粒子源
回旋加速器
带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的
周期：
周期跟轨道半径和运动速度无关
尽管速率和半径一次比一次大，运动周期却始终不变。
这样，如果在两盒间加一个交变电场，使它也以同样的周期往复变化，那就可以保证粒子每经过电场时，都正好赶上适合的电场方向而被加速。
1. 变化电场
2.条件：
3. 粒子能量
回旋加速器

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