[選修3-1]35磁場對運動電荷的作用力復(fù)習(xí)-資料下載頁
2024-11-19 12:53本頁面
【導(dǎo)讀】作用力一定為0；，若粒子帶正電時，電時，四個手指的指向與負電荷的運動方向相反.變加速曲線運動.子在磁場中不受洛倫茲力的作用.速曲線運動；垂直進入勻強磁場，用幾何知識確定圓心并求半徑.求其半徑與弦長的關(guān)系.確定軌跡所對的圓心角，求運動時間.)計算出圓心角?的大小，再由公式。率v作勻速圓周運動，則它的半徑R=？場中，通電時銅板中電流方向向下，m/Bq與運動速度無關(guān)，所以正確答案為C.合的物理模型，這類問題將在以后做較詳細的介紹，第一次垂直穿過鉛板后，生變化r也會隨之變化.
【正文】 有 =2?m/2Be，可得 ?=?/2,則 a粒子的軌跡半徑R= L0/2=4mv/B2e,答案為 v= eBL0/(4m)，與 x軸正方向的夾角為 ?/4，右向上； 事實上粒子也有可能運動 3T/4時到達原點且與質(zhì)子相遇，則此時質(zhì)子則是第二次到原點，這種情況下速度大小的答案是相同的，但粒子的初速度方向與 x軸的正方向的夾角為 3?/4，左向上； eBm2242??????2 2能力 思維 方法 【 解題回顧 】 類似問題的重點已經(jīng)不是磁場力的問題了，側(cè)重的是數(shù)學(xué)知識與物理概念的結(jié)合，此處的關(guān)鍵所在是利用圓周運動的線速度與軌跡半徑垂直的方向關(guān)系、弦長和弧長與圓的半徑的數(shù)值關(guān)系、圓心角與圓弧的幾何關(guān)系來確定圓弧的圓心位置和半徑數(shù)值、周期與運動時間 .當然 r=mv/Bq、T=2?m/Bq兩公式在這里起到一種聯(lián)系作用 . 能力 思維 方法 延伸 拓展 【 例 7】 正負電子對撞機的最后部分的簡化示意圖如圖所示，位于水平面內(nèi)的粗實線所示的圓環(huán)形真空管道是正、負電子做圓周運動的“容器”，經(jīng)過加速器加速后的正、負電子被分別引入該管道時，具有相等的速率 v，它們沿管道向相反的方向運動 .在管道內(nèi)控制它們轉(zhuǎn)彎的是一系列圓形電磁鐵，即圖中的 A A A ……A n，共 n個，均勻布在整個圓環(huán)上 (圖中只示意性地用細實線畫了幾個，其余的用細虛線表示 )， 每個電磁鐵內(nèi)的磁場都是勻強磁場，并且磁感應(yīng)強度都相同，方向豎直向下，磁場區(qū)域的直徑為 d.改變電磁鐵內(nèi)電流的大小，就可改變磁場的磁感應(yīng)強度，從而改變電子偏轉(zhuǎn)的角度 .經(jīng)過精確的調(diào)整，首先實現(xiàn)電子在環(huán)形管道中沿圖中粗虛線所示的軌跡運動，這時電子經(jīng)過每個電磁鐵時射入點和射出點都在電磁鐵的同一條直徑的兩端，如圖 (2)所示 .這就為進一步實現(xiàn)正、負電子的對撞作好了準備 . 延伸 拓展 (1)試確定正、負電子在管道內(nèi)各是沿什么方向旋轉(zhuǎn)的 ? (2)已知正、負電子的質(zhì)量都是 m，所帶電荷都是元電荷 e，重力不計 .求電磁鐵內(nèi)勻強磁場的磁感應(yīng)強度 B的大小 ? 延伸 拓展 【 解析 】 (1)正電子是沿逆時針方向運動，負電子是沿順時針方向運動 . (2)電子經(jīng)過 1個電磁鐵時，偏轉(zhuǎn)角度是 ?=2?/n，這一角度也就是電子在小磁鐵中圓弧的弧心角，射入電磁鐵時與通過射入點的小磁鐵的直徑的夾角為 ?/2。而電子在磁場中的圓周運動的半徑 R=mv/Be=d/2sin(?/2)，可解得磁感應(yīng)強度： B= . den??? sin2延伸 拓展
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