高二物理竞赛磁场与磁感应强度 课件.pptx

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1、1、 磁场与磁感应强度磁场与磁感应强度运动电荷运动电荷周围空间里存在着磁场，置于其中的另一个周围空间里存在着磁场，置于其中的另一个运动电荷受到的磁力实际上是运动电荷受到的磁力实际上是该磁场对它的作用该磁场对它的作用。 1. 磁场及场源磁场及场源运动电荷运动电荷运动电荷运动电荷磁场磁场实验和理论证明，在磁感强度为实验和理论证明，在磁感强度为 B 的磁场中，电荷的磁场中，电荷为为 q、运动速度为、运动速度为 v 的带电粒子，所受的磁场力为：的带电粒子，所受的磁场力为：BF vqm洛伦兹力的方向洛伦兹力的方向为：服从右手螺旋法则为：服从右手螺旋法则洛伦兹力始终与运动方向垂直，故洛伦兹力始终与运动方向

2、垂直，故洛伦兹力对运动洛伦兹力对运动电荷永不做功！电荷永不做功！sinBqFmv洛伦兹力的大小洛伦兹力的大小为：为：洛伦兹力洛伦兹力正电荷正电荷负电荷负电荷4. 磁源与磁感应线磁源与磁感应线 磁源：磁源：产生磁场的运动电荷或电流产生磁场的运动电荷或电流 在有若干个磁源的情况下，它们产生的磁场服在有若干个磁源的情况下，它们产生的磁场服从从叠加原理：叠加原理：iBB 磁感应线：磁感应线：线上任一点的切线方向都和该点的线上任一点的切线方向都和该点的磁场方向一致。磁场方向一致。永久磁铁的磁感线图永久磁铁的磁感线图为了使磁感线也能够定量地描述磁场的强弱，我们规为了使磁感线也能够定量地描述磁场的强弱，我们

3、规定：定：通过某点上垂直于通过某点上垂直于 B 矢量的单位面积的磁感线矢量的单位面积的磁感线条数，在数值上等于该点条数，在数值上等于该点 B 矢量的大小矢量的大小。注：注：在均匀磁场中，在均匀磁场中，磁感线是一组间隔相磁感线是一组间隔相等的同方向平行线。等的同方向平行线。磁感应线密集磁感应线密集磁场强磁场强磁感应线稀疏磁感应线稀疏磁场弱磁场弱永久磁铁的磁感线图永久磁铁的磁感线图IIISNISNIBsSdBSBSBne磁通量磁通量：通过某一曲面的：通过某一曲面的磁感线数为通过此曲面的磁感线数为通过此曲面的磁通量。磁通量。BSBScosSneBSBcosddSB单位单位2m1T1Wb1SB ddS

4、SB dSSB d在磁场中穿过一面积为在磁场中穿过一面积为 S 的有限曲面的磁通量为通的有限曲面的磁通量为通过该面积的磁感线的总条数：过该面积的磁感线的总条数：单位：韦伯，Wb回旋周期回旋周期：qBmRTvvv22qBmT2说明：说明：回旋半径与带电粒子的速度成正比；但回回旋半径与带电粒子的速度成正比；但回旋周期与带电粒子的速度无关。旋周期与带电粒子的速度无关。应用：应用：测定带电粒子的比荷测定带电粒子的比荷。qBpqBmRv)/(qBmRvmqUmqU2212vvLBmqqBmLRvv22228LBUmq讨论发射器发射器LEv 电子的反粒子电子的反粒子 电子偶电子偶显示正电子存显示正电子存在

5、的云室照片在的云室照片及其摹描图及其摹描图铅板铅板正电子正电子电子电子B1930年狄拉克预言自然界存在正电子。年狄拉克预言自然界存在正电子。云室云室vvv/2. 当当 时，带电粒子同时参与两种运动，将在时，带电粒子同时参与两种运动，将在磁场中作磁场中作螺旋线运动螺旋线运动。Bvsinvv cosvv/qBmT2qBmRv螺距螺距/2vvqBmTh说明：说明：带电粒子在螺旋线上每旋转一带电粒子在螺旋线上每旋转一周，沿磁场周，沿磁场 B 的方向前进一个螺距。的方向前进一个螺距。应用：应用：显像管、电子显微镜和真空器件显像管、电子显微镜和真空器件等。等。 磁聚焦磁聚焦 在均匀磁场中某点在均匀磁场中某

6、点 A 发射一束初速相差不大的带电粒子，它们发射一束初速相差不大的带电粒子，它们的的 与与 之间的夹角之间的夹角 不尽相同，但都较小，这些粒子沿半径不尽相同，但都较小，这些粒子沿半径不同的螺旋线运动，因螺距近似相等，相交于屏上同一点，此不同的螺旋线运动，因螺距近似相等，相交于屏上同一点，此现象称之为磁聚焦。现象称之为磁聚焦。0vB讨论讨论 带电粒子在带电粒子在非均匀磁场非均匀磁场中运动时，会受到一个恒指中运动时，会受到一个恒指向与磁场方向相反的洛伦兹分力的作用。向与磁场方向相反的洛伦兹分力的作用。当电子在非均匀磁当电子在非均匀磁场中运动时场中运动时1. 一个分力一个分力 是使电子作是使电子作圆周运动的向心力；圆周运动的向心力；F2. 另一个分力另一个分力 与电子运动与电子运动的分速度的分速度 平行且反向，它平行且反向，它使得电子向着强磁场方向的使得电子向着强磁场方向的运动速度减慢，有可能直至运动速度减慢，有可能直至停止，并继而沿反方向（磁场较弱的一方）加速前停止，并继而沿反方向（磁场较弱的一方）加速前进。进。/F/vv/vv俯视图