20xx粵教版高中物理選修（3-1）第3章 第6節(jié)《洛侖茲力與現(xiàn)代技術(shù)》(文件)
【正文】 ； ② 在圓形區(qū)域內(nèi)，沿徑向射入的粒子，必沿徑向射出． ? 三、在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的多解問(wèn)題 帶電粒子在洛倫茲力的作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，出現(xiàn)多解原因包含以下幾個(gè)方面： 性不確定形成多解 受洛倫茲力作用的帶電粒子，可能帶正電，也可能帶負(fù)電，在初速度相同的條件下，正負(fù)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡不同，導(dǎo)致形成多解． 確定形成多解 有時(shí)題目中只告訴了磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，而未具體指出磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，此時(shí)必須要考慮磁感應(yīng)強(qiáng)度方向的不確定而形成的多解． 唯一形成多解 帶電粒子在洛倫茲力作用下穿越有界磁場(chǎng)時(shí)，由于帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡是圓周的一部分，因此帶電粒子可能穿越了有界磁場(chǎng)，也可能轉(zhuǎn)過(guò)180176。 ，則電子的質(zhì)量是________，穿過(guò)磁場(chǎng)的時(shí)間是 ________． 圖 3－ 6－ 9 ? 思維導(dǎo)圖： 解析： 電子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí) ，只受洛倫茲力作用，故其軌道是圓弧的一部分．又因洛倫茲力與速度 v 垂直，故 圓心應(yīng)在電子穿入和穿出時(shí)洛倫茲力延長(zhǎng)線(xiàn)的交點(diǎn)上．從圖中可以看出， AB 弧所對(duì)的圓心角 θ ＝ 30176。拓 展 ＝ 2 V/m ＝ V/m. (2) 由動(dòng)能定理得： qE1sin45176。dABm＝ 2 gdAB＝2 m/ s 加磁場(chǎng)前粒子在 BC 間作勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)則有 qE2＝ mg 加磁場(chǎng)后粒子作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌跡如圖，由洛倫茲力提供向心力得 q v b B ＝m v2bR， R ＝m v bqB＝ m 設(shè)偏轉(zhuǎn)距離為 y ，由幾何關(guān)系得： R2＝ d2BC ＋ ( R － y )2 y ＝ 10－ 2 m W ＝－ qE 2 dAB＝12m v2b vb＝ 2 qE1sin45176。 角斜向上的勻強(qiáng)電場(chǎng) E1， BC間存在豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng) E2，AB間距為 m， BC間距為 m， C為熒光屏，質(zhì)量 m＝ 10－ 3 kg，電荷量 q＝＋ 10－ 2 C的帶電粒子由 a點(diǎn)靜止釋放，恰好沿水平方向經(jīng)過(guò) b點(diǎn)到達(dá)熒光屏的 O點(diǎn)．若在 BC間再加方向垂直紙面向外、大小 B＝ T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，粒子經(jīng) b點(diǎn)偏轉(zhuǎn)到達(dá)熒光屏的O′點(diǎn) (未畫(huà)出 )．取 g＝ 10 m/s2，求： ? (1)E1的大?。? ? (2)加上磁場(chǎng)后，粒子由 b點(diǎn)到 O′點(diǎn)電勢(shì)能的變化量． 解析： (1) 粒子在 AB 間做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，受力如右圖所示， qE 1 cos 45176。 T ＝α2π t y ＝12?第六節(jié) 洛倫茲力與現(xiàn)代技術(shù) ? 1．下圖中帶電粒子所受洛倫茲力的方向向上的是 ( ) ?精 彩 回 眸 ? 【 答案 】 A [A圖中帶電粒子受力方向向上； B圖中帶電粒子受力方向向外； C圖中帶電粒子受力方向向左； D圖中帶電粒子受力方向向里． ] ? 2．初速度為 v0的電子，沿平行于通電長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)的方向射出，直導(dǎo)線(xiàn)中電流方向與電子的初速度如圖 3－ 6－ 2所示 ( ) ? A．電子將向右偏轉(zhuǎn)，速率不變 ? B．電子將向左偏轉(zhuǎn)，速率改變 ? C．電子將向左偏轉(zhuǎn)，速率不變 ? D．電子將向右偏轉(zhuǎn)，速率改變 圖 3－ 6－ 2 ? 【 答案 】 A [本題考查洛倫茲力及是否對(duì)帶電粒子做功，只要明確了電子所處的磁場(chǎng)方向即可根據(jù)左手定則判斷出偏轉(zhuǎn)方向．根據(jù)以上分析，導(dǎo)線(xiàn)右方由安培定則知磁場(chǎng)方向垂直紙面向里；由左手定則可知，洛倫茲力向右，所以電子向右偏轉(zhuǎn)，洛倫茲力只改變速度方向，不改變速度大?。?] ? 一、帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) ? 1．運(yùn)動(dòng)軌跡 ? (1)勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)：帶電粒子的速度方向與磁場(chǎng)方向平行 (相同或相反 )，此時(shí)帶電粒子所受洛倫茲力為 ____，粒子將以速度 v做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)． ?知 識(shí) 梳 理 0 (2) 勻速圓周運(yùn)動(dòng)：帶電粒子垂直射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，由于洛倫茲力始終和運(yùn)動(dòng)方向垂直，因此，帶電粒子速度大小不變，但是速度方向不斷在變化，所以帶電粒子做 ____ ______ 運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力提供 ________ ． 2
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