帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)(一)-wenkub
2022-09-01 16:08:41 本頁面
【正文】 子，在同樣的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，T、f和相同。帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)（不計(jì)其它作用）（1）若v//B，帶電粒子以速度v做 運(yùn)動(dòng)（此情況下洛倫茲力F=0）（2）若v⊥B，帶電粒子在垂直于磁感線的平面內(nèi)以入射速度v做 運(yùn)動(dòng)。即v的方向與B的方向平行時(shí)，f= 最小。洛侖茲力的大小f= ，其中是帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向的夾角。洛侖茲力的方向用左手定則判定。167。應(yīng)用左手定則要注意：（1）判定負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)所受洛侖茲力的方向，應(yīng)使四指指向電荷運(yùn)動(dòng)的 方向。（1）當(dāng)=90176。（3）當(dāng)v=0，即電荷與磁場(chǎng)無相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，f= ，表明了一個(gè)重要結(jié)論：磁場(chǎng)只對(duì)相對(duì)于磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)的電荷有作用力，而對(duì)相對(duì)磁場(chǎng)靜止的電荷沒有作用力。①向心力由洛倫茲力提供： =m②軌道半徑公式：R= = 。二、重點(diǎn)、疑點(diǎn)：洛倫茲力公式F=qvB是如何推導(dǎo)的？直導(dǎo)線長(zhǎng)L，電流為I，導(dǎo)體中運(yùn)動(dòng)電荷數(shù)為n，截面積為S，電荷的電量為q，運(yùn)動(dòng)速度為v，則安培力F′=ILB=nF所以洛侖茲力F=因?yàn)镮=NqSv（N為單位體積內(nèi)的電荷數(shù)）所以F=式中n=NSL故F=qvB。圓心找到以后，自然就有了半徑（一般是利用粒子入、出磁場(chǎng)時(shí)的半徑）。計(jì)算出圓心角的大小，由公式t=T可求出運(yùn)動(dòng)時(shí)間。=2；＞180176。只有相對(duì)于磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)且運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)不平行的電荷才受磁場(chǎng)力的作用，而相對(duì)磁場(chǎng)靜止的電荷或雖運(yùn)動(dòng)但運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向平行的電荷則不受磁場(chǎng)力作用．(2)電場(chǎng)對(duì)電荷作用力的大小僅決定于場(chǎng)強(qiáng)E和電荷量q，即F=qE，而磁場(chǎng)對(duì)電荷的作用力大小不僅與磁感應(yīng)強(qiáng)度B和電荷量q有關(guān)，還與電荷運(yùn)動(dòng)速度的大小v及速度方向與磁場(chǎng)方向的夾角有關(guān)，即，F(xiàn)=qvBsin．(3)電荷所受電場(chǎng)力的方向總是沿著電場(chǎng)線的切線(與電場(chǎng)方向相同或相反)，而電荷所受磁場(chǎng)力的方向總是既垂直于磁場(chǎng)方向，又垂直于運(yùn)動(dòng)方向(即垂直于磁場(chǎng)方向和運(yùn)動(dòng)方向所決定的平面)．(4)電荷在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，電場(chǎng)力要對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷做功(電荷在等勢(shì)面)運(yùn)動(dòng)除外)，而電荷在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，磁場(chǎng)力一定不會(huì)對(duì)電荷做功。例一個(gè)負(fù)離子，質(zhì)量為m，電量為q，以速率v垂直于屏S經(jīng)小孔O射入有勻強(qiáng)磁場(chǎng)的真空室中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向與離子運(yùn)動(dòng)方向垂直，并垂直于紙面向里，如圖所示。設(shè)質(zhì)子的質(zhì)量為m，電荷量為e。假設(shè)有一個(gè)帶正電的宇宙射線粒子正垂直于地面向赤道射來，（如圖，地球由西向東轉(zhuǎn)，虛線表示地球自轉(zhuǎn)軸，上方為地理北極），在地球磁場(chǎng)的作用下，它將（ ） A、向東偏轉(zhuǎn)B、向南偏轉(zhuǎn)C、向西偏轉(zhuǎn)D、向北偏轉(zhuǎn)如圖所示，光滑半圓形軌道與光滑斜面軌道在B處與圓弧相連，帶正電小球從A靜
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