2021-2022学年高二物理竞赛课件：磁场对运动电荷和载流导线的作用.pptx

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1、磁场对运动电荷和载流导线的作用磁场对运动电荷和载流导线的作用无限长均匀载流直圆柱无限长均匀载流直圆柱 Br曲线曲线思考思考思考思考:无限长均匀载流直圆筒无限长均匀载流直圆筒 Br曲线？曲线？例例.一根很长的铜导线，载有电流一根很长的铜导线，载有电流10A,在导线内部通在导线内部通过中心线作一平面过中心线作一平面 S 如图所示。试计算通过导线如图所示。试计算通过导线1m长的长的 S平面内的磁感应通量。平面内的磁感应通量。IS解：例例.求长直通电密绕螺线管内的磁感强度(I,n已知已知)。管内部分，管内部分，管内部分，管内部分，轴向轴向B均匀，均匀，管管管管外外B近似为零近似为零一、对称性分析：一、

2、对称性分析：二、根据对称性确定积分环路：二、根据对称性确定积分环路：Pc cd dab运用安培环路定理：运用安培环路定理：Pc cd dabB BB B例例例例.求载流螺绕环的磁场分布(R1、R2、N、I已知)。一、对称性分析：一、对称性分析：与螺绕环同心的圆周上，与螺绕环同心的圆周上，B B 的大的大小处处相等，小处处相等，B B 的方向处处与圆周的方向处处与圆周曲线相切。曲线相切。二、根据对称性确定积分环路：二、根据对称性确定积分环路：三、运用安培环路定理：三、运用安培环路定理：例例均匀通电无限大薄导体板的磁场分布。均匀通电无限大薄导体板的磁场分布。解一、用叠加原理解一、用叠加原理由对称性

3、由对称性:解二、用安培环路定理解二、用安培环路定理思考思考思考思考：如果载流平面不是无限宽，如果载流平面不是无限宽，能否用叠加原理求解？能否用叠加原理求解？能否用安培环路定理求解？能否用安培环路定理求解？选图示安培环路选图示安培环路在对称性分析的基础上在对称性分析的基础上ldd得：得：能能不能不能磁场对运动电荷的作用力磁场对运动电荷的作用力磁场对运动电荷的作用力磁场对运动电荷的作用力磁场对运动电荷的作用力磁场对运动电荷的作用力洛仑兹力洛仑兹力洛仑兹力洛仑兹力洛仑兹力洛仑兹力洛仑兹力洛仑兹力(Lorentz force)表示为：表示为：大小：大小：方向：方向：右螺旋方向右螺旋方向+F Fv v

4、说明：说明：1.力力F方向垂直方向垂直v和和B确定的平面。确定的平面。2.力力F改变速度改变速度v方向，不改变大小，方向，不改变大小，不作功。不作功。方向方向方向方向带电粒子在磁场中的运动带电粒子在磁场中的运动带电粒子在磁场中的运动带电粒子在磁场中的运动1.1.运动方向与磁场方向平行运动方向与磁场方向平行运动方向与磁场方向平行运动方向与磁场方向平行+B Bv v结论：结论：结论：结论：带电粒子作匀速直线运动。带电粒子作匀速直线运动。带电粒子作匀速直线运动。带电粒子作匀速直线运动。2.2.运动方向与磁场方向垂直运动方向与磁场方向垂直运动方向与磁场方向垂直运动方向与磁场方向垂直周期：周期：频率：频率：半径：半径：结论：结论：带电粒子在磁场中带电粒子在磁场中作匀速圆周运动，其周期和作匀速圆周运动，其周期和频率与速度无关。频率与速度无关。运动方程运动方程:v vB BF FR R+v v大大大大B BR R大大大大+R R小小小小3.3.初速度沿任意方向初速度沿任意方向初速度沿任意方向初速度沿任意方向v vy y 匀速圆周运动匀速圆周运动v vx x 匀速直线运动匀速直线运动半径：半径：周期：周期：螺距：螺距：结论：结论：结论：结论：螺旋运动螺旋运动螺旋运动螺旋运动