【物理】2019届一轮复习人教版第八章第2单元磁场对运动电荷的作用教案 5页

第八章 第2单元 磁场对运动电荷的作用――洛伦兹力 一 ．洛伦兹力的方向——左手定则：‎ 1、 四指指向正电荷的运动方向或负电荷运动的反方向 2、 大拇指指向洛伦兹力的方向 3、 f ⊥ B f ⊥ v ‎ v F F v v 力向里 ‎4、q、v、B三者有一个或三个“反向”，则f变向 ‎ 若有两个“反向”则f反向不变 ‎（1）电荷静止，f＝0（2）v∥B，f＝0（3）v⊥B，f 最大 A B 二．洛伦兹力的大小 已知：I ⊥ B匀强、导线截面积s、‎ 电荷电量q、电荷定向移动速率v 单位体积内电荷数n、导线长度L ‎⊥‎ 有： ‎ ‎ ‎ 三．洛伦兹力不做功 ‎1、判断三种粒子电荷的正负 ‎2、三个完全相同的金属带电球，同一高度，同时下落 ‎（1）落地速度V1 ＝ V3 ＜ V2 （2）下落时间 t1 ＝ t2 ＜ t3 ‎ ‎ ‎ v F f = 2eBv E B 四、带 电 粒 子 的 圆 周 运 动 ‎1、运动状态 匀速圆周运动 v ⊥ 匀强B，忽略重力 f ⊥ v，洛伦兹力不做功，速率不变 f ＝ q v B，充当向心力 ‎2．轨道半径和周期 半径 周期 ‎ 周期与速率无关，对于确定的磁场，周期取决于荷质比。‎ 五、电流表构造：‎ （1） 蹄形磁铁和铁芯间的磁场是均匀地福向分布的．‎ ‎（2）铝框上绕有线囵，铝框转轴上装有两个螺旋弹簧和一个指针．‎ 六、安培分子电流假说 ‎ 导体中的电流是由大量的自由电子的定向移动而形成的，而电流的周国又有磁场，所以电流的磁场应该是由于电荷的运动产生的．那么，磁铁的磁场是否也是由电荷的运动产生的呢？‎ ‎ 安培提出在磁铁中分子、原于存在着一种环形电流一一分子电流，分子电流使每个物质微粒都成为微小的磁体．‎ 磁铁的分子电流的取向大致相同时，对外显磁性；磁铁的分子电流取向杂乱无章时，对外不显磁性。‎ 近代的原子结构理论证实了分子电流的存在．‎ 根据物质的微观结构理论，微粒原子由原子核和核外电子组成，原子核带正电，核外电子带负电，电子在库仑力的作用下，绕核高速旋转，形成分子电流．可见，磁铁和电流的磁场本质上都是运动电荷产生的 例题举例 I ‎【例1】 半导体靠自由电子（带负电）和空穴（相当于带正电）导电，分为p型和n型两种。p型中空穴为多数载流子；n型中自由电子为多数载流子。用以下实验可以判定一块半导体材料是p型还是n型：将材料放在匀强磁场中，通以图示方向的电流I，用电压表判定上下两个表面的电势高低，若上极板电势高，就是p型半导体；若下极板电势高，就是n型半导体。试分析原因。‎ 解：分别判定空穴和自由电子所受的洛伦兹力的方向，由于四指指电流方向，都向右，所以洛伦兹力方向都向上，它们都将向上偏转。p型半导体中空穴多，上极板的电势高；n型半导体中自由电子多，上极板电势低。‎ M N B O v ‎【例2】 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？‎ 解：由公式知，它们的半径和周期是相同的。只是偏转方向相反。先确定圆心，画出半径，由对称性知：射入、射出点和圆心恰好组成正三角形。所以两个射出点相距2r，由图还可看出，经历时间相差2T/3。答案为射出点相距，时间差为。关键是找圆心、找半径和用对称。 ‎ ‎【例3】长为L的水平极板间，有垂直纸面向内的匀强磁场，如图所示，磁感强度为B，板间距离也为L，板不带电，现有质量为m，电量为q的带正电粒子（不计重力），从左边极板间中点处垂直磁感线以速度v水平射入磁场，欲使粒子不打在极板上，可采用的办法是：‎ A．使粒子的速度v5BqL/4m；‎ C．使粒子的速度v>BqL/m；‎ D．使粒子速度BqL/4m5BqL/4m时粒子能从右边穿出。‎ 粒子擦着上板从左边穿出时，圆心在O＇点，有r2＝L/4，又由r2＝mv2/Bq=L/4得v2＝BqL/4m ‎∴v2