2022-2023学年高二物理竞赛课件：带电粒子在电场和磁场中的运动

带电粒子在电场和磁场中的运动 大小 方向 力与速度方向垂直。 不能改变速度大小, 只能改变速度方向。 带电粒子在电场和磁场中的运动 一、带电粒子在磁场中的运动 1、洛仑兹力 一导体,由“无限多”根平行排列的细导线组成, 每根导线都“无限长”且均通以电流 I 。设单位 长度上的导线数目为 n ,求证:这无限长的电流 片各处的磁感应强度: 无限大载流导体薄板的磁场分布 A B C D 作安培环路ABCDA 板上下两侧为均匀磁场 讨论:如图,两块无限大载流导体薄板平行放置。 通有相反方向的电流。求磁场分布。 已知:导线中电流强度 I、单位长度导线匝数n . . . . . . . . . 例1、一根外半径为R1的无限长圆柱形导体管 , 管内空心部分的半径为R2 , 空心部分的轴与圆柱的轴相平行但不重合, 两轴间距离为a(a>R2) , 现有电流 I 沿导体管流动 , 电流均匀分布在管的横截面上 , 方向与管轴平行 . 求: 1)圆柱轴线上的磁感应强度的大小. 2)空心部分轴线上的磁感应强度的大小. 解:由于空心部分的存在,磁场的柱对称性被破坏 , 因而此题解法需用补偿法.(应保持原有的电流密度不变.) 以电流I'填满空心部分 空腔柱体的磁场相当于两个半径不同的流有反向电流的实心圆柱产生的磁场的叠加. 由前面的结果 大圆柱电流在轴线O上产生的磁场为零 小圆柱电流在轴线O上产生的磁感应强度为 即 2)空心部分轴线上磁感应强度B0' 小圆柱电流在自身轴线上产生磁场为零 大圆柱电流在O'出产生的磁感应强度为 即 1)圆柱轴线上的磁感应强度B0 练习:如图,螺绕环截面为矩形,其上的电流为 , 外、内半径分别为 , 高为 。 导线总匝数为 , 求: 1. 磁感应强度的分布 2. 通过截面的磁通量 解: 1. 粒子做直线运动 粒子做匀速圆周运动 × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × 2、带电粒子在磁场中的运动 螺距 h : q R $