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1、电场和磁场【知识特点】重要讲述了与电荷(导体)的受力和运动,能量变化密切相关的两种场的特点;带电粒子在这两种场中的受力、运动、动量和能量变化的规律。【知识结构】一、电场与磁场的对照:otherstaffoftheCentre.Duringthewar,ZhuwastransferredbacktoJiangxi,andDirectorofthenewOfficeinJingdezhen,JiangxiCommitteeSecretary.Startingin1939servedasrecorderoftheWestNorthOrganization,SecretaryoftheSpe
2、cialCommitteeAfterthevictoryofthelongMarch,hehasbeentheNorthwestOfficeoftheFederationofStateenterprisesMinister,ShenmufuguSARmissions,DirectorofNingxiaCountypartyCommitteeSecretaryandrecorderoftheCountypartyCommitteeSecretary,Ministersand二、麦克斯韦的电磁场理论[例题选讲]【例1】如图所示,有一磁感强度的匀强磁场,C、D为垂直于磁场方向的同一平面内的
3、两点,它们之间的距离=0.05m,今有一电子在此磁场中运动,它经过C点的速度v的方向和磁场垂直,且与CD之间的夹角θ=30°。(1)电子在C点时所受的磁场力的方向如何?(2)若此电子在运动后来又经过D点,则它的速度应是多大?CDORFv30°60°(3)电子从C点到D点所用的时间是多少?(电子的质量,电子的电量)解析:电子以垂直磁场方向的速度在磁场中作匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,依题意画运动示意图,由几何关系可求得结论。(1)电子在C点所受磁场力的方向如图所示。(2)电子在洛伦兹力作用下作匀速圆周运动,夹角θ=30°为弦切角,圆弧CD所对的圆心角为60°,即∠DOC=60°,△
4、CDO为等边三角形,由此可知轨道半径R=l。由和R=可知(3)将R=和代入周期公式中得设电子从C点到D点所用时间为t,由于电子做匀速圆周运动,所以otherstaffoftheCentre.Duringthewar,ZhuwastransferredbacktoJiangxi,andDirectorofthenewOfficeinJingdezhen,JiangxiCommitteeSecretary.Startingin1939servedasrecorderoftheWestNorthOrganization,SecretaryoftheSpecialCommitteeAfter
5、thevictoryofthelongMarch,hehasbeentheNorthwestOfficeoftheFederationofStateenterprisesMinister,ShenmufuguSARmissions,DirectorofNingxiaCountypartyCommitteeSecretaryandrecorderoftheCountypartyCommitteeSecretary,Ministersand由上两式得:代入数据得:【例2】如图所示,半径为a的圆形区域内有匀强磁场,磁感强度B=0.2T,磁场方向垂直于纸面向里,半径为b的金属圆环与磁场同心放
6、置,磁场与环面垂直,其中a=0.4m,b=0.6m。金属环上分别接有灯L1、L2,两灯的电阻均为R0=2Ω。一金属棒MN与金属环接触良好,棒与环的电阻均不计。(1)若棒以的速率在环上向右匀速滑动,求环滑过圆环直径OO’的瞬间,MN中的电动势和流过L1的电流。(2)撤去中间的金属棒MN,将右面的半圆环OL2O’以OO’为轴向低面外翻转90°,若此后磁场随时间均匀变化,其变化率为,求L1的功率。解析:(1)棒滑过圆环直径OO’的瞬时,垂直切割磁感线的有效长度为2a,故在MN中产生的感应电动势为,通过灯L1的电流(2)撤去金属棒MN,半圆环OL2O’以OO’为轴向上翻转90°,而后磁场发生
7、变化时,由法拉第电磁感应定律:则L1的功率【例3】如图所示,边长为otherstaffoftheCentre.Duringthewar,ZhuwastransferredbacktoJiangxi,andDirectorofthenewOfficeinJingdezhen,JiangxiCommitteeSecretary.Startingin1939servedasrecorderoftheWestNorthOrganization,Secretaryo