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正文內(nèi)容

高二物理研究洛倫茲力(編輯修改稿)

2024-12-18 18:07 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 ) 圖 3 5 5 A .沿路徑 a 運(yùn)動 B .沿路徑 b 運(yùn)動 C .沿路徑 c 運(yùn)動 D .沿路徑 d 運(yùn)動 解析: 由安培定則,電流在下方產(chǎn)生的磁場方向指向紙外,由左手定則,質(zhì)子剛進(jìn)入磁場 時(shí)所受洛倫茲力方向向上.則質(zhì)子的軌跡必定向上彎曲,因此 C 、 D 必錯(cuò);由于洛倫茲力方向始終與電荷運(yùn)動方向垂直,故其運(yùn)動軌跡必定是曲線,則 B 正確,A 錯(cuò)誤. 答案: B 每時(shí)每刻都有大量帶電的宇宙射線向地球射來,地球磁場可以有效地改變這些射線中大多數(shù)帶電粒子的運(yùn)動方向,使它們不能到達(dá)地面,這對地球上的生命有十分重要的意義.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 3 5 6 所示,地球由西向東轉(zhuǎn),虛線表示地球自轉(zhuǎn)軸,上方為地球北極 ) ,在地球磁場的作用下,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) 圖 356 解析: 地球表面地磁場方向由南向北,帶正電的粒子自赤道上空下落過程所受洛倫茲力可由左手定則判知向東,故 A 正確. 答案: A 洛倫茲力的大小 1 .公式導(dǎo)出 如圖 3 5 7 所示,直導(dǎo)線長 L ,電流為 I ,導(dǎo)線中運(yùn)動電荷數(shù)為n ,截面積為 S ,電荷的電荷量為 q ,運(yùn)動速度為 v ,則安培力F = I LB = nf 圖 3 5 7 所以洛倫茲力 f =Fn=I LBn 因?yàn)?I = Nq S v ( N 為單位體積的電荷數(shù) ) 所以 f =Nq S v LBn=NSLn q v B ,式中 n = NSL ,故 f = q v B . 2 .大小特點(diǎn) ( 1 ) 只有運(yùn)動電荷受洛倫茲力,靜止電荷不受洛倫茲力. ( 2 ) 電荷垂直磁場運(yùn)動時(shí),洛倫茲力最大,平行磁場運(yùn)動時(shí)不受洛倫茲力. 可見:電荷在磁場中是否受洛倫茲力與電荷的運(yùn)動情況有關(guān). ( 3 ) 洛倫茲力可以是恒力 ( 大小、方向均不變 ) ,也可以是變力,有三種變化方式: ① 只有大小變化. ② 只有方向變化. ③ 大小、方向同時(shí)變化. 出現(xiàn)以上各種情況均與運(yùn)動電荷的速度變化情況相對應(yīng). ④ 帶電粒子垂直勻 強(qiáng)磁場方向做勻速直線運(yùn)動時(shí),洛倫茲力就是恒力. 3.洛倫茲力和電場力的比較 對應(yīng)力 內(nèi)容 項(xiàng)目 洛倫茲力 F 電場力 F 大小 F= qvB(v⊥ B) F= qE 與速度關(guān)系 v= 0或 v∥ B, F= 0 與速度的有無、方向均無關(guān) 力方向與場 方向的關(guān)系 一定是 F⊥ B
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