高二物理洛倫茲力(編輯修改稿)
2024-12-15 03:49 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 運(yùn)動方向垂直，故洛倫茲力不會對帶電粒子做功，即不改變帶電粒子的動能，或不改變帶電粒子的速度大小，只改變其速度方向， A、 D錯， B對．據(jù) F＝ qvB知，洛倫茲力大小與帶電粒子的速度大小有關(guān)， C錯． 二、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的勻速圓周運(yùn)動 1 ．半徑 及周期 質(zhì)量為 m ，帶電荷量為 q ，速率為 v 的帶電粒子，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B 的勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動，洛倫茲力提供向心力，即 q v B ＝m v2r，可得半徑公式r ＝m vqB，再由 T ＝2π rv得周期公式 T ＝2π mqB. 2． 分析思路 (1)圓心的確定 帶電粒子垂直進(jìn)入磁場后，一定做圓周運(yùn)動，其速度方向一定沿圓周的切線方向，因此圓心的位置必是兩速度方向垂直的交點(diǎn)或某一速度方向的垂線與圓周上兩點(diǎn)連線中垂線的交點(diǎn)，方向如圖3－ 4－ 2所示． 圖 3－ 4－ 2 (2)運(yùn)動半徑大小的確定 一般先作入射點(diǎn) 、 出射點(diǎn)對應(yīng)的半徑 ， 并作出相應(yīng)的輔助三角形 ， 然后利用三角函數(shù)求解出半徑的大小 ． (3)運(yùn)動時間的確定 首先利用周期公式 T ＝2π mqB，求出運(yùn)動周期 T ，然后求出粒子運(yùn)動的圓弧所對應(yīng)的圓心角 θ ，其運(yùn)動時間 t＝θ2πT . (4)圓心角的確定 ① 帶電粒子射出磁場的速度方向與射入磁場的速度方向間的夾角 φ叫偏向角 ． 偏向角等于圓心角即 φ＝ θ， 如圖 3－ 4－ 3. ② 某段圓弧所對應(yīng)的圓心角是這段圓弧弦切角的二倍，即 θ＝ 2α. 圖 3－ 4－ 3 即時應(yīng)用 (即時突破 ， 小試牛刀 ) 2． 兩個粒子 ， 電荷量相同 ， 在同一勻強(qiáng)磁場中受磁場力而做勻速圓周運(yùn)動 ( ) A． 若速率相等 ， 則半徑必相等 B． 若動能相等 ， 則周期必相等 C． 若質(zhì)量相等 ， 則周期必相等 D．若質(zhì)量與速度的乘積大小相等，則半徑必相等 解析： 選 CD. 因為粒子在磁場中做圓周運(yùn)動的半徑 r ＝m vqB，周期 T ＝2π mqB.又粒子電荷量相同又在同一磁場中 ，所以 q 、 B 相等， r 與 m 、 v有關(guān)， T 只與 m 有關(guān)，所以 C 、 D 正確． 課堂互動講練 洛倫茲力方向的判斷 例 1 如圖 3－ 4－ 4所示 ， 在真空中 ， 水平導(dǎo)線中有恒定電流 I通過 ， 導(dǎo)線的正下方有一質(zhì)子初速度方向與電流方向相同 ， 則質(zhì)子可能的運(yùn)動情況是
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