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1、3.6磁场对运动电荷的作用夏邑高中:汪领峰2016-10,一、洛伦兹力 1.定义：运动电荷在磁场中所受的力 2大小 (1)vB时，F0 (2)vB时，F 。 (3)v与B夹角为时，F 。 3.方向：F、v、B三者的关系满足 定则 4.特点：由于F始终 v的方向，故洛伦兹力永不做功,利用左手定则判断洛伦兹力的方向时，四指必须与拇指垂直且指向正电荷运动的方向，对于负电荷四指应指向负电荷定向移动的反方向,qvB,qvBsin,左手,垂直于, ,向外,不受力,强 调 1.洛伦兹力对带电粒子不做功 F洛V、 F洛B，即垂直B、V决定的平面 F洛只改变V方向、不改变V的大小。 2.方向判断：左手定则 B穿
2、过手心，四指指正电荷运动方向， （四指指负电荷运动反方向）， 大拇指指运动电荷收洛伦兹力。 解题思路：明确哪类粒子运动三对应 3.运动电荷在磁场中的运动状态 匀直 BV 匀圆 B V 螺旋运动0 0、y0的空间中有恒定的匀强磁场，磁感应强度的方向垂直于xOy平面向里，大小为B.现有一质量为m、电量为q的带电粒子，在x轴上到原点的距离为x0的P点，以平行于y轴的初速度射入此磁场，在磁场作用下沿垂直于y轴的方向射出此磁场，不计重力的影响由这些条件可知( ) A能确定粒子通过y轴时的位置 B能确定粒子速度的大小 C能确定粒子在磁场中运动所经历的时间 D以上三个判断都不对,解题方法: 1.找圆心 2.
3、画轨迹 3.求半径 4.列方程,半径与v垂直，所以圆心在x、y轴的交点O处。 r=x0.,ABC,已知入射方向和半径时，可以在与入射方向垂直的直线上找出距离值为半径的点，则该点是圆弧轨道的圆心。,已知入射点、入射方向和出射点的位置（即知入射速度和弦）时 可以通过入射点作入射方向的垂线，连接入射点和出射点，作其中垂线，这两条垂线的交点就是圆弧轨道的圆心(如图，P为入射点，M为出射点),10.长方形abcd，小孔f；e在cd的中点，光屏M紧靠cd，盒内匀强磁场大小B，方向垂直abcd，粒子源不断发射相同的带电粒子，初速度不计。粒子经加速电压为U的电场加速后从f垂直ad进入，经磁场偏转后恰好从e射出
4、。已知fd= ，cd=2L，不计粒子的重力和粒子之间的相互作用，求1.带电粒子的比荷q/m 2.带电粒子从f运动到e的时间,分析：1.已知一速度和一弦。 2.半径：R2=ed2+od2.,O,R,R,a,11.如图所示，左边有一对平行金属板，两板相距为d，电压为U；两板之间有匀强磁场，磁感应强度大小为B0，方向与金属板面平行并垂直于纸面朝里，图中右边有一半径为R、圆心为O的圆形区域内也存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向并垂直于纸面朝里一电荷量为q的正离子沿平行于金属板面、垂直于磁场的方向射入平行金属板之间，沿同一方向射出平行金属板之间的区域，并沿直径EF方向射入磁场区域，最后从圆形区域边界
5、上的G点射出已知弧FG所对应的圆心角为，不计重力求： (1)离子速度的大小； (2)离子的质量,分析：1.在速度选择器中求速度 2.在偏转磁场中求离子的质量,r,0,2.带电粒子在不同边界磁场中的运动 a直线边界(进出磁场具速度有对称性),b平行边界(存在临界条件),圆心在两切线夹角的角平分线上。 圆与MN相切，则圆心在v和MN夹角的角平分线和v垂线的交点。,速度关于过圆心垂直于边界的直径对称,直线边界(进出磁场具速度有对称性),12.如图所示，一带电荷量为q2109C、质量为m1.81016kg的粒子(重力不计)，在直线上一点O处沿与直线成30角的方向垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，经历
6、t1.5106s后到达直线上另一点P.求： (1)粒子做圆周运动的周期T； (2)磁感应强度B的大小； (3)若OP的距离为0.1m，则粒子的 运动速度v多大？(保留三个有效数字),0,平行边界(存在临界条件),圆心在两切线夹角的角平分线上。 M和bb/是M粒子运动圆周切线，N和bb/是粒子N运动圆周切线,13.如图，平行线aa/、bb/间存在如图匀强磁场大小B。在aa/上两点射入正电粒子M、N，两粒子恰好不能越过bb/，两粒子质量均为m，电荷量均为q，两粒子从射入到bb/的时间分别为t1、t2，则（ ）,1.作两切线的角平分线和速度的垂线，找圆心。,ACD,c圆形边界(沿径向射入必沿径向射出
7、),d.已知一速度和圆心角,课堂练习,1.在如图所示宽度范围内，用场强为E的匀强电场可使初速度是v0的某种正粒子偏转角在同样宽度范围内，若改用方向垂直于纸面向外的匀强磁场，使该粒子穿过该区域，并使偏转角也为(不计粒子的重力)，问： (1)匀强磁场的磁感应强度是多大？ (2)粒子穿过电场和磁场的时间之比是多大？ 思路点拨 带电粒子在电场和匀强磁场中偏转时的规律不同，前者做类平抛运动，后者做匀速圆周运动，注意选取相应的方法和公式,R,圆心角=偏向角=2倍弦切角,根据圆心角=偏向角，画出在磁场中的运动根据,3如图所示，在垂直纸面向里的匀强磁场的边界上，有两个质量和电荷量均相同的正负离子(不计重力)，
8、从点O以相同的速率先后射入磁场中，入射方向与边界成角，则正负离子在磁场中( ) A运动时间相同 B运动轨道的半径相同 C重新回到边界时速度的大小和方向相同 D重新回到边界的位置与O点距离相等,vA和v，vB和v具有对称性。关于过圆心垂直于边界的直径对称。,直线边界,BCD,答案：BCD,4.空间存在方向垂直于纸面 向里的匀强磁场由两种粒子， 图中的正方形为其边界一细束 组成的粒子流沿垂直于 磁场的方向从O点入射这两种粒子带同种电荷，它们的 电荷量、质量均不同，但其比荷相同，且都包含不同速 率的粒子，不计重力下列说法正确的是( ) A入射速度不同的粒子在磁场中的运动时间一定不同 B入射速度相同的粒子在磁场中的运动轨迹一定相同 C在磁场中运动时间相同的粒子，其运动轨迹一定相同 D在磁场中运动时间越长的粒子，其轨迹所对的圆心角一定越大,
