20xx教科版高中物理選修3-13-4磁場對運動電荷的作用洛倫茲力-閱讀頁
2024-12-09 17:01本頁面
【正文】 般思路： ( 1 ) 首先明確磁場的方向及分布． ( 2 ) 明確粒子的電性以及運動方向． ( 3 ) 應用左手定則確定洛倫茲力的 方向． 解析： ( 1 ) 因 v ⊥ B ，所以 F ＝ q v B ，方向與 v 垂直斜向左上方． ( 2 ) v 與 B 夾角為 3 0 176。＝12q v B ，方向垂直紙面向里． ( 3 ) 由于 v 與 B 平行，所以不受洛倫茲力． ( 4 ) v 與 B 垂直，故 F ＝ q v B ，方向與 v 垂直斜向左上方． 反思領悟： 判定洛倫茲力的方向時要特別注意區(qū)分正、負電荷． 并注意洛倫茲力的方向一定垂直于 B ，也垂直于 v ，即垂直于由 B 和 v 決定的平面． 帶電油滴以水平速度 v0垂直進入磁場，恰做勻速直線運動，如圖 3 － 4 － 7 所示，若油滴質(zhì)量為 m ，磁感應強度為 B ，則下述說法正確的是 ( ) 圖 3 － 4 － 7 A ．油滴必帶正電荷，電荷量為 2 mg / v0B B ．油滴必帶負電荷，比荷 q / m ＝ g / v0B C ．油滴必帶正電荷，電荷量為 mg / v0B D ．油滴帶什么電荷都可以，只要滿足 q ＝ mg / v0B 解析： 帶電油滴在磁場中做勻速直線運動，其所受洛茲力和重力必平衡，而洛倫茲力方向一定豎直向上，由左手定則知油滴必帶正電荷．由力的平衡條件得 mg ＝ q v 0 B ，油滴帶電荷量 q＝ mg / v 0 B ，故只有 C 正確． 答案： C 【例 2 】 如圖 3 － 4 － 8 所示，長為 L 的水平極板間，有垂直紙面向內(nèi)的勻強磁場，磁感應強度為 B ，極板間距離也為 L ，極板不帶電．現(xiàn)有質(zhì)量為 m ，電荷量為 q 的帶正電粒子 ( 不計重力 ) ，從左邊極板間中點處垂直于磁感線以速度 v 水平入射，欲使粒子不打在極板上，可采用的方法是 ( ) A ．使粒子的速度 v ＜B q L4 m B ．使粒子的速度 v ＞5 B q L4 m C ．使粒子的速度 v ＞B q L4 m D ．使粒子的速度B q L4 m＜ v ＜5 B q L4 m 帶電粒子的圓周運動問題 圖 3－ 4－ 8 思路點撥： 粒子進入磁場做勻速圓周運動．如果不打在極板上有兩種情況：一是從上極板右邊緣射出，半徑較大；二是從上極板左邊緣射出，半徑較?。畯膸缀侮P系找到兩個半徑即可求出臨界速度． 解析： 這是帶電粒子在磁場中運動的臨界條件問題，粒子不打在極板上，即粒子剛好沿極板邊緣飛出的情況．可以利用帶電粒子在磁場中的運動規(guī)律結(jié)合幾何知識求解．粒子能從右邊穿出的運動半徑臨界值為 r1，有 r21＝ L2＋????????r1－L22，得 r1＝54L ，又因為 r1＝m v1qB得 v1＝5 B q L4 m，所以 v 5 B q L4 m時粒子能從右邊穿出．粒子從左邊穿出的運動半徑的臨界值為 r2，則 r2＝L4得 v2＝q B L4 m所以 v B q L4 m時粒子能從左邊穿出． 答案： AB 反思領悟： 帶電粒子穿越磁場問題往往有多解，解題時就根據(jù)已知條件仔細分析，把符合條件的可能一一列出求解． 如圖 3 － 4 － 9 所示，一束電子 ( 電荷量為 e ) 以速度 v 0 垂直射入磁感應強度為 B ，寬為 d 的勻強磁場中，穿出磁場時速度方向與電子原來入射方向的夾角為 30176。 ， OB為半徑， r ＝ds in 3 0 176。T ＝π62π 的絕緣光滑斜面上，整個斜面置于 0 . 5 T 的勻強磁場中，磁場方向如圖 3 － 4 － 11 所示，物塊由靜止開始下滑，滑到某一位置時，物塊開始離 開斜面 ( 設斜面足夠長， g ＝ 1 0 m /s2) 問： ( 1 ) 物塊帶電性質(zhì)？ ( 2 ) 物塊離開斜面時的速度為多 少？ ( 3 ) 物塊在斜面上滑行的最大距離是多少？ 圖 3－ 4－ 11 解析： ( 1 ) 由左手定則可知物塊帶負電荷． ( 2 ) 當物塊離開斜面時，物塊對斜面壓力為 0 ，受力如圖所示，則： q v B － mg co s 3 0 176。 d d
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