第 2 节 磁场对运动电荷的作用一、洛伦兹力的大小和方向1.定义:磁场对运动电荷的作用力
2.大小(1)v∥B 时,F=0;(2)v⊥B 时,F=qvB;(3)v 与 B 的夹角为 θ 时,F=qvBsin θ
3.方向(1)判定方法:左手定则掌心——磁感线垂直穿入掌心;四指——指向正电荷运动的方向或负电荷运动的反方向;拇指——指向洛伦兹力的方向
(2)方向特点:F⊥B,F⊥v,即 F 垂直于 B 和 v 决定的平面
4.做功:洛伦兹力不做功
二、带电粒子在匀强磁场中的运动1.若 v∥B,带电粒子以入射速度 v 做匀速直线运动
2.若 v⊥B 时,带电粒子在垂直于磁感线的平面内,以入射速度 v 做匀速圆周运动
3.基本公式(1)向心力公式:qvB=m;(2)轨道半径公式:r=;(3)周期公式:T=
注意:带电粒子在匀强磁场中运动的周期与速率无关
1.思考辨析(正确的画“√”,错误的画“×”)(1)带电粒子在磁场中运动时一定会受到磁场力的作用
(×)(2)洛伦兹力的方向在特殊情况下可能与带电粒子的速度方向不垂直
(×)(3)根据公式 T=,说明带电粒子在匀强磁场中的运动周期 T 与 v 成反比
(×)(4)带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时,其运动半径与带电粒子的比荷有关
(√)(5)经过回旋加速器加速的带电粒子的最大动能是由 D 形盒的最大半径、磁感应强度B、加速电压的大小共同决定的
(×)(6)荷兰物理学家洛伦兹提出磁场对运动电荷有作用力的观点
(√)(7)英国物理学家汤姆孙发现电子,并指出:阴极射线是高速运动的电子流
(√)2.(人教版选修 3-1P98T1改编)下列各图中,运动电荷的速度方向、磁感应强度方向和电荷的受力方向之间的关系正确的是( )A BC D[答案] B3.(鲁科版选修 3-1P132T2)(多选)两个粒子,电量相等,在同一匀强磁场中受磁场力而做匀