帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)(一)-文庫(kù)吧資料
2025-08-10 16:08本頁(yè)面
【正文】 那么圓運(yùn)動(dòng)的半徑為 m，經(jīng)過(guò)時(shí)間 s，第一次經(jīng)過(guò)x軸。 30176。室中勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向與軌跡所在平面垂直（圖中垂直于紙面向里）。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(lái)，（如圖，地球由西向東轉(zhuǎn)，虛線表示地球自轉(zhuǎn)軸，上方為地理北極），在地球磁場(chǎng)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)如圖所示，光滑半圓形軌道與光滑斜面軌道在B處與圓弧相連，帶正電小球從A靜止起釋放，且能沿軌道前進(jìn)，并恰能通過(guò)圓弧的最高點(diǎn)C。試求出圖中帶電粒子所受洛侖茲力的大小，并標(biāo)出洛侖茲力的方向。設(shè)質(zhì)子的質(zhì)量為m，電荷量為e。某時(shí)刻在x=l0、y=0處，一質(zhì)子沿y軸的負(fù)方向進(jìn)入磁場(chǎng)；同一時(shí)刻，在x=l0、y=0處，一個(gè)粒子進(jìn)入磁場(chǎng)，速度方向與磁場(chǎng)垂直。例一個(gè)負(fù)離子，質(zhì)量為m，電量為q，以速率v垂直于屏S經(jīng)小孔O射入有勻強(qiáng)磁場(chǎng)的真空室中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向與離子運(yùn)動(dòng)方向垂直，并垂直于紙面向里，如圖所示。一帶電粒子從平板上狹縫O處以垂直于平板的初速v射入磁場(chǎng)區(qū)域，最后到達(dá)平板上的P點(diǎn)。只有相對(duì)于磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)且運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)不平行的電荷才受磁場(chǎng)力的作用，而相對(duì)磁場(chǎng)靜止的電荷或雖運(yùn)動(dòng)但運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向平行的電荷則不受磁場(chǎng)力作用．(2)電場(chǎng)對(duì)電荷作用力的大小僅決定于場(chǎng)強(qiáng)E和電荷量q，即F=qE，而磁場(chǎng)對(duì)電荷的作用力大小不僅與磁感應(yīng)強(qiáng)度B和電荷量q有關(guān)，還與電荷運(yùn)動(dòng)速度的大小v及速度方向與磁場(chǎng)方向的夾角有關(guān)，即，F(xiàn)=qvBsin．(3)電荷所受電場(chǎng)力的方向總是沿著電場(chǎng)線的切線(與電場(chǎng)方向相同或相反)，而電荷所受磁場(chǎng)力的方向總是既垂直于磁場(chǎng)方向，又垂直于運(yùn)動(dòng)方向(即垂直于磁場(chǎng)方向和運(yùn)動(dòng)方向所決定的平面)．(4)電荷在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，電場(chǎng)力要對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷做功(電荷在等勢(shì)面)運(yùn)動(dòng)除外)，而電荷在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，磁場(chǎng)力一定不會(huì)對(duì)電荷做功。2；（4）注意圓周運(yùn)動(dòng)中有關(guān)對(duì)稱(chēng)規(guī)律如從同一直線邊界射入的粒子，再?gòu)倪@一邊射出時(shí)，速度與邊界的夾角相等；在圓形磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)，沿徑向射入的粒子，必沿徑向射出。=2；＞180176。如圖所示，還應(yīng)注意到：①速度的偏向角等于弧AB所對(duì)的圓心角。計(jì)算出圓心角的大小，由公式t=T可求出運(yùn)動(dòng)時(shí)間。（3）在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間的確定。圓心找到以后，自然就有了半徑（一般是利用粒子入、出磁場(chǎng)時(shí)的半徑）。因?yàn)槁鍌惼澚指向圓心，根據(jù)f⊥v，畫(huà)出粒子運(yùn)動(dòng)軌跡上任意兩點(diǎn)（一般是射入和射出磁場(chǎng)的兩點(diǎn)）的f的方向，其延長(zhǎng)線的交點(diǎn)即為圓心。二、重點(diǎn)、疑點(diǎn)：洛倫茲力公式F=qvB是如何推導(dǎo)的？直導(dǎo)線長(zhǎng)L，電流為I，導(dǎo)體中運(yùn)動(dòng)電荷數(shù)為n，截面積為S，電荷的電量為q，運(yùn)動(dòng)速度為v，則安培力F′=ILB=nF所以洛侖茲力F=因?yàn)镮=NqSv（N為單位體積內(nèi)的電荷數(shù)）
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