《浙江省富阳市高考物理一轮复习课件洛伦兹力》由会员分享，可在线阅读，更多相关《浙江省富阳市高考物理一轮复习课件洛伦兹力（24页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、洛仑兹力,磁体与电流的作用,电流与电流的作用,回顾:磁场的基本性质是什么？,对放入磁场中的磁体、电流、运动电荷有力的作用,1)、为什么通电导线在磁场中会受力的作用？,一.磁场对运动电荷的作用-洛仑兹力,1.安培力与洛仑兹力之间有怎样的关系?,结论：安培力是大量运动电荷受洛仑兹力的宏观表现,3、洛仑兹力方向：,小结: (左手定则) 不论B与v垂直与否, 洛仑兹力的方向一定垂直于B、v决定的平面,例1：每时每刻都有大量带电的宇宙射线向地球射来，地球磁场可以有地改变这些宇宙射线中大多数带电粒子的运动方向，使它们不能到达地面，这对地球上的生命有十分重要的意义，假设有一个带正电的宇宙射线粒子X正垂直于地
2、面向赤道射来（如图）在地球磁场的作用下，它将： A、向东偏转 B、向南偏转 C、向西偏转 D、向北偏转,A,例2：在环形铁环上绕有线圈，线圈通有电流I，一束电子从纸里经铁环中心射向纸外，则发生偏转的情况是（ ） A、向上偏转 B、向下偏转 C、向左偏转 D、向右偏转,A,BD,例3：用绝缘细线吊着一个带电的金属球，将小球拉至A点由静止释放，此后小球便沿着以悬点O为圆心，以线长为半径的弧线在AB两点间反复来回摆动。小球摆动过程中始终处于垂直纸面的稳定磁场中，C点是其摆动过程中的最低点，小球每次摆到最低点时，则 ( ) A、悬线的张力相同 B、小球的加速度相同 C、小球的速度相同 D、小球的动能相
3、同,小结:(1) 不论B与v垂直与否,洛仑兹力的方向一定垂直于B、v决定的平面 (2) 因洛仑兹力总与v垂直，所以洛仑兹力永远不做功,C,B,二.带电粒子在匀强磁场中的运动,F洛=0 匀速直线运动,F洛=qvB 匀速圆周运动,在只有洛仑兹力的作用下,变化1：若它们具有相同的速度，半径与周期的比值各多少？,变化2：若它们具有相同的动能或动量，半径与周期的比值各多少？,变化3：若它们由静止开始经同一电场加速后，进入同一磁场，半径与周期的比值又各多少？,例1： (在无界磁场中的运动)由质子、氚核、粒子混合组成的粒子束，以相同的速度同时进入同一匀强磁场中，则下图中的运动轨迹正确的是： （ ）,运动轨迹
4、分析,A B C D,加深1：如图所示，带电粒子在真空环境中的匀强磁场里按图示径迹运动。径迹为互相衔接的两段半径不等的半圆弧，中间是一块薄金属片，粒子穿过时有动能损失。（粒子重力及电量损失不计）,(2)粒子带电性质？,(1)粒子是从哪里运动到哪里？,(3)试判断粒子在上、下两段半圆径迹中哪段所需时间关系？,带电粒子在有界磁场中运动情况的研究,1、找圆心、画轨迹,注意：用弧度表示,解题关键:,2、定半径,3、确定运动时间,几何法求半径 （写关系式） 向心力公式求半径,注意对称性,例2:(在半无界磁场中的运动)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
5、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？,M,N,B,v,1、找圆心、画轨迹,2、定半径,小结：,3、确定运动时间,例3：(矩形磁场区)一束电子（电量为e）以速度 v0 垂直射入磁感应强度为B，宽为d的匀强磁场中，穿出磁场时速度方向与电子原来入射方向成 300 角，求：电子的质量和穿过磁场的时间。,小结：速度偏转角与圆心角相等,变化1：若带负电粒子的电量q ，质量m，磁感应强度B及宽度d已知，若从垂直左边界入射,要求电子不从右边界穿出，则初速度V0有什么要求？,B,e,d,变化2：若初速度斜向下与边界成= 600，则初速度有什么要求？,B,
6、变化3：若初速度斜向上与边界成= 600，则初速度有什么要求？,变化4：(穿过矩形磁场区及临界问题的分析)两板间（长为L，相距为L）存在匀强磁场，带负电粒子q、m以速度V0从方形磁场的中间射入，要求粒子最终飞出磁场区域，则B应满足什么要求？,B,v0,q,m,L,L,小结：临界问题的分析方法 1、理解轨迹的变化（从小到大） 2、找临界状态（切线夹角平分线找圆心）,【例6】 如图中半径为r的圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B，现有一电荷量为q，质量为m的负离子从a点沿圆形区域的直径射入，设负离子射出磁场区域的方向与入射方向的夹角为600，求此负离子在磁场区域内飞行的时间及入射速
7、度。,小结： 圆形磁场区域，具有对称性特点。粒子沿圆心射入则一定沿圆心射出。,3穿过圆形磁场区,b,变化1：2002高考电视机的显像管中，电子速的偏转是用磁偏转技术实现的。电子束经过电压为U的加速电场后，进一圆形匀强磁场区，如图所示。磁场方向垂直于圆面。磁场区中心为O，半径为r。当不加磁场时，电子束将通过O点而打到屏幕的中心M点。为了让电子束射到屏幕边缘P，需要加磁场，使电子束偏转一已知角度，此时磁场的磁感应强度B应为多少？,变化2：如图，半径为r=310-2m的圆形区域内，有一匀强磁场B=0.2T，一带正电粒子以速度v0=106m/s的从a点处射入磁场，该粒子荷质比为q/m=108C/kg，
8、不计重力则：（1）粒子在磁场中匀速圆周运动的半径是多少？（2）若要使粒子飞离磁场时有最大的偏转角，其入射时粒子的方向应如何（以v0与Oa的夹角表示）？最大偏转角多大？,半径确定时，通过的弧越长，偏转角度越大：而弧小于半个圆周时，弦越长则弧越长。,课外思考：若Rr，最大偏角是多少？什么时候偏角最大？,=370 最大偏转角为740,变化3: 2004高考一匀磁场，磁场方向垂直于xy平面，在xy平面上，磁场分布在以O为中心的一个圆形区域内。一个质量为m、电荷量为q的带电粒子，由原点O开始运动，初速为v，方向沿x正方向。后来，粒子经过y轴上的P点，此时速度方向与y轴的夹角为30，P到O的距离为L，如图
9、所示。不计重力的影响。求磁场的磁感强度B的大小和xy平面上磁场区域的半径R。,变化4：（05广东物理）如图所示，在一个圆形区域内，两个方向相反且都垂直于纸面的匀强磁场分布在以直径A2A4为边界的两个半圆形区域、中，A2A4与A1A3的夹角为60。一质量为m、带电量为+q的粒子以某一速度从区的边缘点A1处沿与A1A3成30角的方向射入磁场，随后该粒子以垂直于A2A4的方向经过圆心O进入区，最后再从A4处射出磁场。已知该粒子从射入到射出磁场所用的时间为t，求区和区中磁感应强度的大小（忽略粒子重力）。,加深1:如图所示，一个质量为m的负离子，从A点正对着圆心O以速度v射入半径为R的绝缘圆筒中。圆筒内存在垂直纸面向里的匀强磁场。要使带电粒子与圆筒内壁碰撞多次后仍从A点射出，求正离子在磁场中运动的时间t . 设粒子与圆筒内壁碰撞时无能量和电量损失，不计粒子的重力。,加深1: 一静止 处于一匀强磁场中发生衰变后，产生的两个新粒子的运动方向与一匀强磁场B垂直，则它们的半径与周期之比分别为多少?,
