磁场
上课时间： 2.17
授课教师： 刘老师
一、洛仑兹力
1.磁场对运动电荷的作用力。洛伦兹力的公式: f=qvB sinθ，
2.洛伦兹力的方向
3.洛伦兹力与安培力的关系
洛伦兹力是单个运动电荷在磁场中受到的力，而安培力是导体中所有定向称动的自由电荷受到的洛伦兹力的宏观表现．
洛伦兹力一定不做功，它不改变运动电荷的速度大小;但安培力却可以做功．
4.带电粒子在匀强磁场中的运动 一是匀速直线运动；二是匀速圆周运动。
1、一带电粒子以初速度V0垂直于匀强电场E 沿两板中线射入，不计重力，由C点射出时的速度为V，若在两板间加以垂直纸面向里的匀强磁场，粒子仍以V0入射，恰从C关于中线的对称点D射出，如图所示，则粒子从D点射出的速度为多少?
二．带电粒子在复合场中的运动
重力考虑与否分三种情况．（1)对于微观粒子，如电子、质子、离子等一般不做特殊交待就可以不计其重力，因为其重力一般情况下与电场力或磁场力相比太小，可以忽略；而对于一些实际物体，如带电小球、液滴、金属块等不做特殊交待时就应当考虑其重力．（2)在题目中有明确交待的是否要考虑重力的，这种情况比较正规，也比较简单．（3)对未知名的带电粒子其重力是否忽略又没有明确时，可采用假设法判断，假设重力计或者不计，结合题给条件得出的结论若与题意相符则假设正确，否则假设错误．
2、如图所示，在X轴上方有匀强电场，场强为E；在X轴下方有匀强磁场，磁感应强度为B，方向如图，在X轴上有一点M，离O点距离为L．现有一带电量为十q的粒子，使其从静止开始释放后能经过M点．如果把此粒子放在y轴上，其坐标应满足什么关系？（重力忽略不计）
3、如图所示，在相互垂直的水平匀强电场和水平匀强磁场中，有一竖直固定绝缘杆MN，小球P套在杆上，已知P的质量为m，电量为q,P与杆间的动摩擦因数为μ，电场强度为E，磁感应强度为B，小球由静止起开始下滑，设电场、磁场区域足够大，杆足够长，求：
（1）当下滑加速度为最大加速度一半时的速度.
（2）当下滑速度为最大下滑速度一半时的加速度.
4、如图所示，两块长为L 的带等量异种电荷的平行金属板M、N，板间距离为L，一负离子以速度v0沿板间中线射入，负离子恰好能沿板右侧边缘飞出，同时进入金属板右方磁感应强度为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场中，一段时间后负离子垂直打在屏PQ 上，屏PQ与金属板右端的水平距离为d，不计负离子的重力。
(1)试分析判断负离子是沿上板右侧边缘飞出，还是沿下板右侧边缘飞出，并求负离子离开电场时速度v的大小和方向；
（2）试求负离子比荷q/m的大小。
问题1：带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时，如何找圆心，求半径
，计算时间t
如图17所示，半径为r的圆形区域内存在着垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。现有一带电离子（不计重力）从A以速度v沿圆形区域的直径射入磁场，已知离子从C点射出磁场的方向间的夹角为60o
（1）该离子带何种电荷；
（2）求该离子的电荷量与质量之比q/m
问题二：带点粒子在单边界磁场中运动
如图直线MN上方有磁感应强度为B的匀强磁场。正、负电子同时从同一点O以与MN成30°角的同样速度v射入磁场（电子质量为m，电荷为e），它们从磁场中射出时相距多远？射出的时间差是多少？
问题三：带点粒子在正交边界磁场中运动
例7. 一个质量为m电荷量为q的带电粒子从x轴上的P（a，0）点以速度v，沿与x正方向成60°的方向射入第一象限内的匀强磁场中，并恰好垂直于y轴射出第一象限。求：
（1）匀强磁场的磁感应强度B和射出点的坐标。
（2）带电粒子在磁场中的运动时间是多少？
.
练习：
1、如图所示，在直角坐标系的第一、二象限内有垂直于纸面的匀强磁场，第三象限有沿Y轴负方向的匀强电场，第四象限内无电场和磁场。质量为m、带电量为q的粒子从M点以速度v0沿x轴负方向进入电场，不计粒子的重力，粒子经N、P最后又回到M点。设OM=L，ON=2L，则：关于电场强度E的大小，下列结论正确的是（ ）
A.
B.
C.
D.
（2）匀强磁场的方向是 。
（3）磁感应强度B的大小是多少？
2、一个带电微粒在图示的正交匀强电场和匀强磁场中在竖直面内做匀速圆周运动。则该带电微粒必然带_____，旋转方向为_____。若已知圆半径为r，电场强度为E磁感应强度为B，则线速度为_____。
3、如图所示，在y＜0的区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于xy平面并指向纸里，磁感应强度为B.一带负电的粒子（质量为m、电荷量为q）以速度v0从O点射入磁场，入射方向在xy平面内，与x轴正向的夹角为θ.求：
（1）该粒子射出磁场的位置；
（2）该粒子在磁场中运动的时间.（粒子所受重力不计）
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