【正文】 46質(zhì)子在做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的過程中，在、…各時(shí)刻通過O點(diǎn)，a粒子如果與質(zhì)子在O點(diǎn)相遇，必在同一時(shí)刻到達(dá)O點(diǎn)，這些時(shí)刻分別對(duì)應(yīng)、…如果a粒子在到達(dá)O點(diǎn)，它運(yùn)行了1/4周期。(2)為使粒子始終保持在半徑為R的圓軌道運(yùn)動(dòng)，磁場(chǎng)必須周期性遞增，求粒子繞行第n圈時(shí)的磁感應(yīng)強(qiáng)度Bn。在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是 。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(yùn)動(dòng)方向相同B．E和B都沿水平方向，并與電子的運(yùn)動(dòng)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(diǎn)電荷為圓心在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，磁場(chǎng)方向垂直于它的運(yùn)動(dòng)平面，電子所受電場(chǎng)力恰好是磁場(chǎng)對(duì)它的作用力的3倍。 （3）洛倫茲力永遠(yuǎn)與電荷速度方向垂直，故洛倫茲力對(duì)電荷永遠(yuǎn)不做功。2．從a孔射入容器時(shí)每個(gè)電子的初速度也不都是相同的。 3．理解洛倫茲力不對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷做功，只能改變運(yùn)動(dòng)電荷的方向。但是由于歷史沿用的習(xí)慣，電流的方向被定為正電荷移動(dòng)的方向——實(shí)為自由電子運(yùn)動(dòng)的反方向。洛倫茲力不對(duì)電荷做功。）驗(yàn)證結(jié)論：在空間定向運(yùn)動(dòng)的微觀帶電粒子會(huì)受到磁場(chǎng)的作用力，在物理學(xué)中把這個(gè)力叫做“洛倫茲力”。我們建議，本單元的教學(xué)按下列五個(gè)步驟進(jìn)行，供老師們參考。在高中物理課本第三冊(cè)（選修）中，已有關(guān)于“洛倫茲力”計(jì)算公式的推導(dǎo)過程，在此無須重復(fù)，我們只作幾點(diǎn)補(bǔ)充說明：若運(yùn)動(dòng)電荷的電量為q、運(yùn)動(dòng)的速度為v、磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)為B、磁感應(yīng)強(qiáng)度與運(yùn)動(dòng)速度這兩個(gè)矢量間的夾角為q。而運(yùn)動(dòng)的電荷有正、負(fù)電之分，對(duì)于運(yùn)動(dòng)的正電荷方向就相當(dāng)于電流的方向；對(duì)于運(yùn)動(dòng)的負(fù)電荷方向相當(dāng)于與電流相反的方向。 ③ 帶電粒子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)共同存在的空間中運(yùn)動(dòng)。解題思路： 1．根據(jù)離子運(yùn)動(dòng)的軌跡ABC曲線分析出——離于受到向下的電場(chǎng)力和向右的洛倫茲力。我們?cè)诒締卧摹皰伌u引玉”中導(dǎo)出了帶電粒子運(yùn)動(dòng)的周期公式——，由此式可看出周期T與軌道半徑r和運(yùn)動(dòng)速率v無關(guān)，而每個(gè)電子的q和m是相同的，進(jìn)入的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的B也是相同的，2π是常數(shù)，因此Tc和Td應(yīng)是相同的。 （3）當(dāng)電荷相對(duì)磁場(chǎng)靜止時(shí)，f＝0 （二）帶電粒子的圓周運(yùn)動(dòng) 1．若帶電粒子以一定的速度與磁場(chǎng)方向垂直進(jìn)人勻強(qiáng)磁場(chǎng)，洛倫茲力f充當(dāng)向心力，它一定做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。當(dāng)一束等離子體射入兩金屬板之間時(shí)，CD段導(dǎo)線將受到力的作用A．等離子體從右方射入時(shí)，CD受力的方向背離GHB．等離子體從右方射入時(shí)，CD受力的方向指向GHC．等離子體從左方射入時(shí)，CD受力的方向背離GHD．等離子體從左方射入時(shí)，CD受力的方指向離GH（二）填空題19．一初速為零的帶電粒子，經(jīng)過電壓為U的電場(chǎng)加速后垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，已知帶電粒子的質(zhì)量為m，電量為q，則帶電粒子所受的洛倫茲力為 ，軌道半徑為 。則x1/x2= ，t1/t2= 。如果在到達(dá)O點(diǎn)，它運(yùn)行了3/4周期。 圖 743 圖 744（1）設(shè)t=0時(shí)粒子靜止在A板小孔處，在電場(chǎng)作用下加速，并繞行第一圈，求粒子繞行n圈回到A板時(shí)獲得的總動(dòng)能En。則電子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度的大小是 。已知從左方水平射入的電子，穿過該區(qū)域時(shí)未發(fā)生偏轉(zhuǎn)，重力不計(jì)。 （2）洛倫茲力的方向既垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度方向，同時(shí)也垂直于電荷運(yùn)動(dòng)的方向。從d孔飛出去的電子繞行圓弧，其圓周運(yùn)動(dòng)的半徑rd=,由此可見rc和rd是不同的。 2．能夠根據(jù)電場(chǎng)力和洛倫茲力的方向判斷出離子帶電的正負(fù)。（注：對(duì)于金屬導(dǎo)體來說，當(dāng)其兩端有電勢(shì)差時(shí)，其中的運(yùn)動(dòng)電荷是定向移動(dòng)的自由電子。④ 洛倫茲力只能改變運(yùn)動(dòng)電荷速度的方向。（注：這種電子射線管是中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)室中的專用儀器，都附有詳細(xì)的使用說明書，所以我們就不在此畫圖說明使用方法。第一步：通過邏輯推理，說明微觀本質(zhì)與宏觀現(xiàn)象的一致性。則運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中所受洛倫茲力的計(jì)算式為：f =qvBsinq討論：① 當(dāng)=90176。因此，用“左手定則”判斷洛倫茲力的方向如下表所示： 手心——迎著磁力線方向（穿入手心）指向正電荷運(yùn)動(dòng)的方向指向負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的相反方向左手 四指 拇指——運(yùn)動(dòng)電荷所受洛倫茲力的方向（注：左手的手掌伸平，使大拇指、四指和手掌在同一平面內(nèi)，且讓大拇指與其它四指垂直。 ④ 帶電粒子先后通過電場(chǎng)和磁場(chǎng)。 2．由于離子所受電場(chǎng)力的方向與圖示已知的電場(chǎng)強(qiáng)度的方向相同（都豎直向下），可以斷定此離子必帶正電荷。求解過程和答案：（1）根據(jù)前面的“分析與說明”可以寫出下列二式：由上列二式相比就可得到答案：（2）根據(jù)“分析與說明”我們知道：Tc=Td ①又因從c孔飛出的電子只繞行了圓弧，所以它的運(yùn)行時(shí)間也應(yīng)是周期，因此可以寫出下式： ②又因從d孔飛出的電子繞行了圓弧，所以它的運(yùn)行時(shí)間也應(yīng)是周期，因此可以寫出下式： ③由上列之①、②、③式可以導(dǎo)出答案：思維體操例題3 如圖726所示：平行板電容器的極板沿水平方向放置，電子束從電容器左邊正中間a處沿水平方向入射，電子的初速都是v0，在電場(chǎng)力的作用下，剛好從圖中所示的c圖 726點(diǎn)射出，