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1、3 磁场对运动电荷的作用第八章第八章磁磁 场场1.洛伦兹力大小的计算 (2009安徽)图8 3 2是科学史上一张著名的实验照片，显示一个带电粒子在云室中穿过某种金属板运动的径迹云室放置在匀强磁场中，磁场方向垂直照片向里云室中横放的金属板对粒子的运动起阻碍作用分析此径迹可知粒子() A带正电，由下往上运动 B带正电，由上往下运动 C带负电，由上往下运动 D带负电，由下往上运动图832 点评：以物理学史上的一张真实的照片为情境，旨在引导考生关注当今世界科技最新成果，关注物理学的技术应用所产生的社会效益；考查带电粒子在磁场中运动的相关知识，同时突出考查了考生的观察能力；速度变化引起轨迹变化，考查从图
2、中获得信息的能力 (2010芜湖十二中一模)如图8 3 3所示，匀强磁场中有一个带电量为q的离子自a点沿箭头方向运动当它运动到b点时，突然吸收了附近的若干个电子，接着沿另一圆轨道运动到与a、b在一条直线上的c点已知ac=ab，电子电量为e，电子质量不计由此可知，离子吸收的电子个数为( )A. B.C. D.图833 2.洛伦兹力作用下物体的匀速圆周运动问题 如图8-3-4，有一磁感应强度B=9.110-4T的匀强磁场，C、D为垂直于磁场的同一平面内的两点，它们之间的距离L=0.05m.今有一电子在此磁场中运动，并且经过C、D两点，它经过C点时的速度v的方向和磁场方向垂直，且与CD间的夹角=30
3、.已知电子比荷为1.761011C/kg.求：(1)画出电子在磁场中的大致径迹，并在图中标出电子在C点时所受的洛伦兹力的方向.(2)电子从C点运动到D点的速度的大小及所用的时间.图834 (1)如图所示. (2)由qvB=mv2/R得： v=qBR/m， 由(1)可知，R=L，所以代入数据得：v=8.0106m/s 电子从C点运动到D点所用的时间为： t=2T/2，T=2m/qB， 解得：t=6.510-9s 如图8-3-5所示，在某装置中有一匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直于Oxy所在的纸面向外.某时刻在x=L0，y=0处，一质子沿y轴的负方向进入磁场；同一时刻，在x=-L0，y=0处，一
4、个粒子进入磁场，速度方向与磁场垂直.不考虑质子与粒子的相互作用.设质子的质量为m、电量为e.图835(1)如果质子经过坐标原点O，它的速度为多大？(2)如果粒子与质子在坐标原点相遇，粒子的速度应为何值？方向如何？ (1)由题意得质子的半径对质子运动由向心力公式得(2)要想在原点相遇，粒子和质子轨迹要同时过原点，而两粒子的周期设粒子在-L0处的速度方向与x正方向间的夹角为，对应的圆心角为2，能在原点相遇，则：得当n=0时 n=1时 n=2、3分别为1、2重叠.即粒子在-L0处的速度方向有两种可能：由数学知识知两种方向通过原点的圆弧对应圆的半径相等，都有：由 易错题1：如图8 3 6所示，带负电的
5、粒子垂直磁场方向进入圆形匀强磁场区域，出磁场时速度偏离原方向60角，已知带电粒子质量m=31020kg，电量q=1013C，速度v0=105m/s，磁场区域的半径R=3101m，不计重力，求磁场的磁感应强度图836 点评：由于洛伦兹力总是垂直于速度方向，若已知带电粒子的任意两个速度方向，就可以通过作出两速度的垂线，找出两垂线的交点即为带电粒子做圆周运动的圆心 易错题2：如图8 3 7所示，螺线管两端加上交流电压，沿着螺线管轴线方向有一电子射入，则该电子在螺线管内将做() A加速直线运动 B匀速直线运动 C匀速圆周运动 D简谐运动图837 错解1：螺线管两端加上交流电压，螺线管内有磁场，电子在磁
6、场中要受到磁场力的作用，故选A. 错解2：螺线管两端加上了交流电压，螺线管内部有磁场，磁场方向周期性变化，电子在周期性变化的磁场中受到的力也发生周期性变化，而做往复运动故选D. 错解分析：错解一、二的根本原因有二：一是对螺线管两端加上交流电压后，螺线管内部磁场大小和方向发生周期性变化的具体情况分析不清；二是没有搞清洛伦兹力f=Bqv的适用条件，而乱套公式洛伦兹力的大小为f=Bqv的条件是运动电荷垂直射入磁场，当运动方向与B有夹角时，洛伦兹力f=Bqvsinq；当q=0或q=180时，运动电荷不受洛伦兹力作用 正解：螺线管两端加上交流电压后，螺线管内部磁场大小和方向发生周期性变化，但始终与螺线管平行，沿着螺线管轴线方向射入的电子其运动方向与磁感线平行沿轴线飞入的电子始终不受洛伦兹力而做匀速直线运动，选项B正确感谢亲观看此幻灯片，此课件部分内容来源于网络，如有侵权请及时联系我们删除，谢谢配合！
