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§1.22 磁场对运动电荷的作用力
(科技应用)
物理 选择性必修 第二册
第一章 安培力与洛伦兹力
课前练：1．电子(e=1.6×10-19C)的速率v=3.0×106m/s，沿着与磁场垂直的方向射入B=0.10T的匀强磁场中，它受到的洛伦兹力是多大？
4.8×10-14N
教材 第12页
2. 在氢原子内, 氢原子核与电子之间的最短距离为 5.3×10-11m。
试比较氢原子核与电子之间的静电力和万有引力。
知识回顾: 磁场对运动电荷的作用力
一、洛伦兹力的方向：左手定则
二、洛伦兹力的大小
(1). 当B⊥v 时, F = qvB
(2). 当B∥v 时, F =0
(3). 当B与v成角时, F = qvBsinθ
三. 洛伦兹力特点
(1). 只改变运动电荷速度的方向, 不改变大小。
(2). 洛伦兹力不做功。
(3). 洛伦兹力与电场力比较
一、电子束的磁偏转
思考与讨论：
1.要使电子束在水平方向偏离中心，打在荧光屏的A点，偏转磁场应该沿什么方向？
2.要使电子束打在荧光屏的B点，偏转磁场应该沿什么方向？
3.要使电子束打在荧光屏的位置由B点逐渐向A点移动，偏转磁场应该怎样变化？
3．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。试证明带电粒子具有速度????=????????时，才能沿着图示虚线路径通过这个速度选择器。
?
二、科技应用
1. 速度选择器
教材 第12页
思考:
(1). 电子能以该v沿虚线通过这个速度选择器吗？
(2). 能以该v从右边沿虚线通过这个速度选择器吗？
(3). v不等于????????时通过速度选择器后速度改变吗？
?
二、科技应用
1. 速度选择器
教材 第12页
qE = qvB
(1). 速度选择器只选择粒子的速度, 包括大小和方向；
而对粒子的质量、电荷量大小及带电正、负无要求.
(2). 当v > ???????? 时, 粒子向F洛方向偏转, F电做负功, 粒子的动能减小, 电势能增大.
?
(3). 当v < ???????? 时, 粒子向F电方向偏转, F电做正功, 粒子的动能增大, 电势能减小.
?
v = ????????
?
4．一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？
(1)B板；(2)E = Bdv
教材 第12页
二、科技应用
2. 磁流体发电机
q???????? = qvB
?
为了无损测量废液的流量, 常用到一种电磁流量计, 如图甲所示。其原理可以简化为如图乙所示模型: 液体内含有大量电荷量绝对值为q的正、负离子, 从容器右侧流入, 左侧流出, 空间存在垂直纸面向里的大小为B的匀强磁场, 圆管直径为d , 流量Q在数值上等于单位时间内通过容器横截面的液体的体积。当废液稳定流动后, M、N两端的电压显示为U , 求废液的流量Q是多少?
3. 电磁流量计
q????????? = qvB , Q = ????????????????v
?
Q = ????????????????????
?
二、科技应用
思考：如图所示，用细线吊着一个质量为m的带电绝缘小球，小球处于匀强磁场中，空气阻力不计，小球分别从A点和B点向最低点O运动，当小球两次经过O点时，小球的动能是否相同？对细绳的拉力大小是否相等？
三、带电物体在匀强磁场中的运动问题
[例3] 如图所示，表面粗糙的斜面固定于地面上，并处于磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外的匀强磁场中．质量为m、电荷量为＋Q的小滑块从斜面顶端由静止下滑．在滑块下滑的过程中，下列判断正确的是( )
A．滑块受到的摩擦力不变
B．滑块到达地面时的动能与B的大小无关
C．滑块受到的洛伦兹力方向垂直于斜面向下
D．B很大时，滑块可能静止于斜面上
C
若斜面倾角为θ , 滑动摩擦因数为μ , 斜面足够长,
重力加速度为g , 求滑块最终的速度大小？
v= ?????????????????????????????????????????????????????????????????
?
三、带电物体在匀强磁场中的运动问题
课堂小结: 磁场对运动电荷的作用力
一、电子束的磁偏转
二、科技应用
1. 速度选择器
(1). qE = qvB
(2). 速度选择器只选择粒子的速度, 包括大小和方向；
而对粒子的质量、电荷量大小及带电正、负无要求.
2. 磁流体发电机
q???????? = qvB
?
3. 电磁流量计
q????????? = qvB , Q = ????????????????v

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