2011版高中物理一轮复习 83 磁场对运动电荷的作用精品学案 新人教版选修3-1

第 3 节 磁场对运动电荷的作用【考纲知识梳理】一、洛仑兹力的大小和方向： 1、洛伦兹力的大小计算：F＝qvBsinα(α 为 v 与 B 的夹角)（1）当 v⊥B 时，f 洛最大，f 洛= q B v（式中的 v 是电荷相对于磁场的速度）（2）当 v// B 时，f 洛=0 做匀速直线运动。（3）v=0，F=0,即磁场对静止电荷无作用力，只对运动电荷产生作用力。2、洛伦兹力的方向（1）洛伦兹力 F 的方向既垂直于磁场 B 的方向，又垂直于运动电荷的速度 v 的方向，即 F 总是垂直于 B 和 v所在的平面．（2）洛伦兹力方向(左手定则)：伸出左手，让姆指跟四指垂直，且处于同一平面内，让磁感线穿过手心，四指指向正电荷运动方向（当是负电荷时，四指指向与电荷运动方向相反）则姆指所指方向就是该电荷所受洛伦兹力的方向．二、带电粒子在匀强磁场中的运动1、分三种情况：一是匀速直线运动；二是匀速圆周运动；三是螺旋运动．2、做匀速圆周运动：轨迹半径 r=mv/qB；其运动周期 T=2πm/qB (与速度大小无关)．3、垂直进入匀强电场和垂直进入匀强磁场时都做曲线运动，但有区别：垂直进入匀强电场，在电场中做匀变速曲线运动(类平抛运动)；垂直进入匀强磁场，则做变加速曲线运动(匀速圆周运动)．三、洛伦兹力的应用实例1．质谱仪的结构原理[来源:学*科*网 Z*X*X*K]ASCS1S2S3S4VrPFBDB0VUMN质谱仪主要用于分析同位素， 测定其质量， 荷质比和含量比， 如图所示为一种常用的质谱仪（1）离子发生器 O（O 中发射出电量 q、质量 m 的粒子，粒子从 A 中小孔 S 飘出时速度大小不计；）（2）静电加速器 C：静电加速器两极板 M 和 N 的中心分别开有小孔 S1、S2，粒子从 S1进入后，经电压为 U的用心 爱心 专心电场加速后，从 S2孔以速度 v 飞出；（3）速度选择器 D：由正交的匀强电场 E0和匀强磁场 B0构成，调整 E0和 B0的大小可以选择度为 v0＝E0/B0的粒子通过速度选择器，从 S3孔射出；（4）偏转磁场 B：粒子从速度选择器小孔 S3射出后，从偏转磁场边界挡板上的小孔 S4进入，做半径为 r 的匀速圆周运动；（5）感光片 F：粒子在偏转磁场中做半圆运动后，打在感光胶片的 P 点被记录，可以测得 PS4间的距离 L。装置中 S、S1、S2、S3、S4五个小孔在同一条直线上2．问题讨论：设粒子的质量为 m、带电量为 q（重力不计），粒子经电场加速由动能定理有：221mqU ①；粒子在偏转磁场中作圆周运动有：BqmL2②；...