20xx教科版高中物理選修3-13-4磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用洛倫茲力-文庫(kù)吧資料
2024-11-27 17:01本頁(yè)面
【正文】 ， ta＜ tb. 答案： C 反思領(lǐng)悟： 不同的場(chǎng)力對(duì)帶電粒子具有不同的影響，我們只有掌握各種場(chǎng)力的特點(diǎn)才能正確的解決問(wèn)題． 質(zhì)量為 0 .1 k g 的小物塊，帶有 5 10－ 4 C 的電荷量，放在傾角為 3 0 176。＝ 2 d ，又 Bq v ＝m v2r得 r ＝m vBq，所以 m ＝2 d B ev，電子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)的時(shí)間 t＝α2π ，則電子的質(zhì)量是_ _ _ _ _ _ _ _ ，穿過(guò)磁場(chǎng)的時(shí)間是 _ _ _ _ _ _ _ _ ． 圖 3－ 4－ 9 解析： 本題考查帶電粒子在洛倫茲力作用下的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，只要找出圓心的位置，根據(jù)幾何知識(shí)求得軌跡的半徑，即可根據(jù) r＝m vBq， T ＝2π mBq求出電子質(zhì)量 m 和運(yùn)動(dòng)時(shí)間 t .由題圖可知圓心在入射速度和出射速度的垂線(xiàn)上， AB 所對(duì)的圓心角為 θ ＝ 3 0 176。 ，取 v 與 B 垂直分量，故 F ＝ q v B s in 3 0 176。T 或 t＝α2πT . 2 ． 在有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng) 有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)指在局部空間存在著勻強(qiáng)磁場(chǎng)，帶電粒子從磁場(chǎng)區(qū)域外垂直于磁場(chǎng)方向射入磁場(chǎng)區(qū)域，在磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)經(jīng)歷一段勻速圓周運(yùn)動(dòng)，也就是通過(guò)一段圓弧后離開(kāi)磁場(chǎng)區(qū)域，由于帶電粒子的速度方向垂直于磁場(chǎng)方向，從磁場(chǎng)邊界進(jìn)入磁場(chǎng)的方向不同，或磁場(chǎng)區(qū)域邊界不同，造成它在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的圓弧軌道各有不同，可以從圖 3 － 4 － 5 中看出． 圖 3－ 4－ 5 解決這一類(lèi)問(wèn)題時(shí)，找到粒子在磁場(chǎng)中一段圓弧運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)的圓心位置、半徑大小以及與半徑相關(guān)的幾何關(guān)系是解題的關(guān)鍵，其中將進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)粒子受洛倫茲力和射出磁場(chǎng)時(shí)所受洛倫茲力作用線(xiàn)延長(zhǎng)，交點(diǎn)就是圓弧運(yùn)動(dòng)的圓心． ( 1 ) 在 有界磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的臨界極值問(wèn)題． ① 剛好穿出磁場(chǎng)邊界的條件是帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡與邊界相切． ② 當(dāng)速率 v 一定時(shí)，弧長(zhǎng) ( 或弦長(zhǎng) ) 越長(zhǎng)，圓心角越大，則帶電粒子在有界磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間越長(zhǎng)． ③ 當(dāng)速率 v 變化時(shí)，圓心角越大的，運(yùn)動(dòng)的時(shí)間越長(zhǎng)． ( 2 ) 圓周運(yùn)動(dòng)中有關(guān)對(duì)稱(chēng)規(guī)律 ① 從某一直線(xiàn)邊界射入的粒子，從同一邊界射出時(shí)，速度與邊界的夾角相等． ② 在圓形區(qū)域內(nèi)沿徑向射入的粒子，必沿徑向射出． (3 ) 多解問(wèn)題 帶電粒子在洛倫茲力的作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，出現(xiàn)多解原因包含以下幾個(gè)方面： 形成多解 受洛倫茲力作用的帶電粒子，可能帶正電，也可能帶負(fù)電，在初速度相同的條件下，正負(fù)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡不同，導(dǎo)致形成多解． 形成多解 有時(shí)題目中只告訴了磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，而未具體指出磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向，此時(shí)必須要考慮磁感應(yīng)強(qiáng)度方向的不確定而形成的多解． 形成多解 帶電粒子在洛倫茲力作用下穿越有界磁場(chǎng)時(shí)，由于帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡是圓周的一部分，因此帶電粒子可能穿越了有界磁 場(chǎng)，也可能轉(zhuǎn)過(guò) 180176。第 4課時(shí) 磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用 ——洛倫茲力 精彩回眸 洛倫茲 ( 1 8 5 3 ～ 1 9 2 8 ) ，荷蘭物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家．少年時(shí)他就對(duì)物理學(xué)很感興趣，并且能熟練地掌握多門(mén)外語(yǔ) .1 8 7 0 年洛倫茲考入萊頓大學(xué)，學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)、物理和天文 .1 8 7 5 年獲博士學(xué)位 .1 8 7 7年，萊頓大學(xué)聘請(qǐng)他為理論物理學(xué)教授，年僅 24 歲．在萊頓大學(xué)任教 35 年，其學(xué)術(shù)地位很高，他對(duì)物理學(xué)的貢獻(xiàn)都是在這期間作出的．洛倫茲是經(jīng)典電子論的創(chuàng)立者． 他認(rèn)為電具有 “ 原子性 ” ，電的本身是由微小的實(shí)體組成的．后來(lái)這些微小實(shí)體被稱(chēng)為電子．洛倫茲以電子概念為基礎(chǔ)來(lái)解釋物質(zhì)的電性質(zhì)．從電子論推導(dǎo)出運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中要受到力的作用，獲得 1 9 0 2 年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng) . 1 9 2 1 年起擔(dān)任高等教育部部長(zhǎng) . 1 9 1 1 ～ 1 9 2 7 年擔(dān)任索爾維物理學(xué)會(huì)議的固定主席．在國(guó)際物理學(xué)界的各種集會(huì)上，他經(jīng)常是一位很受歡迎的主持人 . 1 9 2 3 年他還擔(dān)任國(guó)際科學(xué)協(xié)作聯(lián)盟委員會(huì)主席．同時(shí)他還是世界上許多科學(xué)院的外國(guó)院士和科學(xué)學(xué)會(huì)的外國(guó)會(huì)員． 1928 年洛倫茲去世時(shí)，荷蘭全國(guó)的電信、電話(huà)中止三分鐘．愛(ài)因斯坦在洛倫茲墓前致詞說(shuō)：洛倫茲的成就 “ 對(duì)我產(chǎn)生了最偉大的影響 ” ，他是 “ 我們時(shí)代最偉大、最高尚的人 ” ． 新知梳理 一、洛倫茲力 1 ． 洛倫茲力的概念 ： 在磁場(chǎng)中所受的力． 2 ．
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