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磁场对运动电荷的作用

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1 磁场对运动电荷的作用 一、洛伦兹力 1.洛伦兹力是磁场对 电荷的作用力. 2.大小: (1)当 v⊥B时,洛伦兹力最大,F= ;(2)当 v∥B时,洛伦兹力最小,F= . 3.方向: (1)由 判定(注意正负电荷的不同). (2)特点: a.F⊥B 且 F⊥v,即 F 总是垂直于 B 和 v 决定的平面,但 v 与 B 不一定垂直. b.不论带电粒子在匀强磁场中做何种运动,因为 ,故 F 一定不做功.F 只改变速度的 而不改变速度的 . 二、带电粒子在匀强磁场中运动(不计其他作用) 1.若 v∥B,带电粒子所受的洛伦兹力 F=0,因此带电粒子以速度 v 做 运动. 2.若 v⊥B,带电粒子在垂直于磁感线的平面内以入射速度 v 做 运动. (1)向心力由洛伦兹力提供,即 ;(2)轨道半径公式:R= ; (3)周期:T= ; (4)频率:f= 注意:T 的大小与轨道半径 R 和运动速率 v 无关,只与磁感应强度 B 和粒子的比荷 q/m 有关. 一、洛伦兹力的应用 1、带电粒子进入云室会使云室中的气体电离,从而显示其运动轨迹,如图是在有匀强磁场的云室中观察到的粒子的运动轨迹,a 和 b 是轨迹上的两点,匀强磁场 B 垂直纸面向里.该粒子在运动时,其质量和电荷量不变,而动能逐渐减少.下列说法正确的是( ). A.粒子先经过a 点,再经过b 点 B.粒子先经过b 点,再经过a 点 C.粒子带负电荷 D.粒子带正电荷 2.初速度为 vo 的电子,沿平行于通电长直导线的方向射出,直导线中的电流方向与电子的初始运动方向如图所示,则( ). A.电子将向右偏转,速率不变 B.电子将向左偏转,速率改变 C.电子将做匀速圆周运动 D.电子将做半径逐渐增大的曲线运动 3 、如图直线 MN 上方有磁感应强度为 B 的匀强磁场。正、负电子同时从同一点 O 以与 MN 成30°角的同样速度 v射入磁场(电子质量为 m,电荷为 e),它们从磁场中射出时相距多远?射出的时间差是多少? 解:由公式知,它们的半径和周期是相同的。只是偏转方向相反。先确定圆心,画出半径,由对称性知:射入、射出点和圆心恰好组成正三角形。所以两个射出M N 2 y x o v v a O/ 点相距2r,由图还可看出,经历时间相差2T/3。答案为射出点相距Bemvs2,时间差为Bqmt34 。关键是找圆心、找半径和用对称。 例4、 一个质量为m 电荷量为q 的带电粒子从x 轴上的P(a,0)点以速度v,沿与x 正方向成60°的方向射入第一象限内的匀强磁场中,并...

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