磁場對運動電荷的作用教法建議(文件)
【正文】 直，故洛倫茲力對電荷永遠不做功。 2．軌道半徑 （l）由qvB=mv2/R(=mw2R=m(2pm/T)2R)得軌迢半徑為： R=mv/Qb (w=qB/m,T=2pm/q B) （2）由運動軌跡確定軌道半徑的方法；帶電粒子在射入和射出勻強磁場兩處所受洛倫茲力的延長線一定交于圓心，由圓心和軌跡運用幾何知識來確定半徑。 C．在磁場中，靜止的電荷不受洛倫茲力，運動的電荷一定受洛倫茲力。 圖 728 圖 729，MN是勻強磁場里的一片薄金屬片，其平面與磁場方向平行。則在該區(qū)域中的E和B的方向可能是E和B都沿水平方向，并與電子的運動方向相同B．E和B都沿水平方向，并與電子的運動方向相反C．E豎直向上，B垂直紙面向外D．E豎直向上，B垂直紙面向里圖 73213．一電子以固定的正點電荷為圓心在勻強磁場中做勻速圓周運動，磁場方向垂直于它的運動平面，電子所受電場力恰好是磁場對它的作用力的3倍。20．一質量為m、電量為q的帶電粒子在磁感應強度為B的勻強磁場中做圓周運動，其效果相當于一環(huán)形電流，則此環(huán)形電流的電流強度I= 。已知液滴在此區(qū)域中做勻速圓周運動，則圓周的半徑R= 。 圖 736 圖 73724．電子的質量為m、電量為e，垂直射入磁感應強度為B、方向垂直于紙面向里、寬度為d的勻強磁場區(qū)域。在磁場中運動的時間是 。 圖 738 圖 739圖 740 （三）計算題26．如圖740所示，帶電粒子經過電壓為U的加速電場加速后，垂直于磁場方向進入寬為L的有界勻強磁場，磁場的磁感應強度為B，帶電粒子穿過磁場時發(fā)生的偏轉的位移為d，求帶電粒子的荷質比。求此粒子射出時的速度v和運動的總路程s（重力不計）。 圖 741 圖 742（1）如果質子經過坐標原點O，它的速度為多大？（2）如果a粒子與質子在坐標原點相遇，a粒子的速度應為何值？方向如何？創(chuàng)新園地29．圖743是一種獲得高能粒子的裝置，環(huán)形區(qū)域內存在垂直紙面向外、大小可調節(jié)的勻強磁場。(2)為使粒子始終保持在半徑為R的圓軌道運動，磁場必須周期性遞增，求粒子繞行第n圈時的磁感應強度Bn。由此可知，a粒子進入磁場處與O點之間連線必為1/4圓周或3/4圓周所對的弦，如圖746所示。因為粒子在A、B之間運行時電場對它做功+qU使其減速，粒子繞行一周，電場對它做的總功為零，動能不會增大。根據牛頓定律將代入上式，得（3）粒子繞行第n圈所需時間粒子繞行n圈所需總時間為圖 747（4）A板電勢m與時間的關系如圖747所示，是時間間隔越來越近的等幅脈沖。（5）在粒子繞行的整個過程中，A板電勢是否可始終保持為+U？為什么？參考答案動腦動手 （一）選擇題 、B 、C 、C 、B、C 、B、D 、D 、B、C 、C 、D（二）填空題19． 20．21．2mv/qB,2mv/qB22． 23．1:2，1:224．2eBd/m,pm/beB25．1:1，θ/(πθ)（三）計算題26．設帶電粒子經電場加速后的速度為v，根據動能定理得qU=mv2/2帶電粒子射入勻強磁場后，洛倫茲力充當向心力，由牛頓定律得圖 745qBv=mv2/R根據幾何知識，軌道半徑應滿足下列關系R2=C2+(Ra)2由上述方程解得帶電粒子的荷質比為q/m=8a2U/B2(L2+a2)2，由圖可知L=4R設粒子初速度為v，根據牛頓定律qvB=mv2/R由上述兩式解得v= qBL/4m粒子進入電場做勻減速運動，設最大路程為l，加速度為a，有v2=2alqE=ma粒子運動的總路程為s=2pR+2L =pL/2+qB2L2/16mE28．（1）根據質子進入磁場處的位置和進入磁場時速度的方向，可知其圓周軌道的圓心必在x軸上，又知質子經過原點O，可判定其軌道半徑為rp=L0/2設質子的速度為vp，由牛頓定律得eBrp=rp解得vp=eBL0/2m (2)質子做勻速圓周運動的周期為Tp=2pm/eB因為a粒子的電量為qa=2e，質量ma=4m,所以a粒子做勻速圓周運動的周期為Tp=4pm/eB圖 746質子在做勻速圓周運動的過程中，在、…各時刻通過O點，a粒子如果與質子在O點相遇，必在同一時刻到達O點，這些時刻分別對應、…如果a粒子在到達O點，它運行了1/4周期。A、B為兩塊中心開有小孔的極板，原來電勢都為零，每當粒子飛經A板時，A版電勢升高為+U，B板電勢仍保持為零，粒子在兩板間電場中得到加速，每當粒子離開B版時，A板電勢又降為零，粒子在電場一次次加速下動能不斷增大，而繞行半徑不變。某時刻在x= l0， y=0處，一質子沿y軸的負方向進入磁場；同一時刻，在x= l0,y=0處一個a粒子進入磁場，速度方向與磁場垂直，不考慮質子和a粒子的相互作用。一質量為m、電量為q的粒子從坐標原點O沿著y軸正方向射出。電
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