10.4 磁场对运动电荷的作用力

10.4 10.4 磁场对运动电荷的作用力磁场对运动电荷的作用力带电粒子垂直进入匀强磁场时的运动回旋加速器 问题引入洛伦兹力问题引入 演示实验 给电子射线管两极间加上高电压，观察电子束的运动径迹；再将蹄形磁铁靠近射线管，看看电子束的运动径迹会发生什么变化？ 实验现象 在没有外加电场时，电子射线管发出的电子束是沿直线前进的；把射线管放入磁体两极间时，电子束的运动径迹发生了弯曲。 实验结论 磁场对运动电荷有力的作用。 1. 定义 磁场对运动电荷的作用力叫做洛伦兹力。 一、洛伦兹力 2. 洛伦兹力的方向 用左手定则判断。 注意 用左手定则判断洛伦兹力的方向时，一定要注意运动电荷的电性，四指的方向是正电荷运动的方向，是负电荷运动的反方向。................vfB××××××××××××××××+vfB 如图所示，当电荷在垂直于磁场的方向上运动时，磁场对运动电荷的洛伦兹力的大小为Bvqf  当电荷的运动方向与磁场方向一致时，导线不受磁场的作用力，即+Bqvf = 0××××××××××××××××+vfB 3. 洛伦兹力大小 二、带电粒子垂直进入匀强磁场时的运动 分析 一带电粒子垂直进入磁感应强度为 B 的匀强磁场。根据左手定则，无论粒子运动到什么位置，洛伦兹力总是跟粒子的运动方向垂直。因此，它只改变粒子的运动方向，不改变粒子速度的大小。对于粒子的运动来说，洛伦兹力起到向心力的作用。 1. 运动性质 带电粒子垂直进入匀强磁场中，粒子在垂直磁场方向的平面内做匀速圆周运动。 2. 粒子运动的轨道半径 RRvmBvqf2qBvmR ××××××××××××××××+vfBm 上式表明，当 m 、 q 、 B 均为恒量时，带电粒子运动的轨道半径 R 跟粒子的速率 v 成正比。 3. 粒子运动的周期 TvRTπ2qBmπ2 上式表明，带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时，周期 T 与粒子的速度 v 及轨道半径 R 无关。 三、回旋加速器 研究物质微观结构时，常用高能粒子去轰击各种原子核，观察其变化情况。 1932 年美国物理学家劳伦斯发明了一种回旋加速器，利用这种装置可获得能量极高的粒子。 质量为 m 、电荷量为 q 的粒子 , 在匀强磁场中做匀速圆周运动的轨道半径随速度的增加而增大，但其运动周期却不变，这是回旋加速器的基本工作原理。回旋加速器的构造示意图带电粒子在回旋加速器中运动 例 1 如图所示，两平行板间匀强电场和匀强磁场相互垂直，某带正电的粒子以速度...