第2讲_磁场对运动电荷的作用VIP免费

1第2讲磁场对运动电荷的用2一、洛仑兹力运动电荷受到的磁场的作用力，叫做洛仑兹力．（1）洛仑兹力大小：f=qvBsinθf=qvB（当B⊥v时），当电荷静止或运动电荷的速度方向跟磁感强度的方向平行时，电荷都不受洛仑兹力。（2）洛仑兹力的方向——由左手定则判断。注意：①洛仑兹力一定垂直于B和v所决定的平面.②四指的指向是正电荷的运动方向或负电荷运动的反方向；（3）特性：洛仑兹力对电荷不做功，它只改变运动电荷的速度方向，不改变速度的大小。洛伦兹力f的大小、方向与电荷的运动状态有关；与重力、电场力不同.3洛仑兹力计算公式的推导：f=qvBsinθ如图所示，当v与B垂直时，整个导线受到的安培力为IBFfF安=BIL（1）其中I=nqSv（2）设导线中共有N个自由电子N=nSL（3）每个电子受的磁场力为f，则F安=Nf（4）由以上四式得f=qvB当v与B成θ角时，f=qvBsinθ洛仑兹力是安培力的微观表现。（4）洛仑兹力和安培力的关系：4二、带电粒子在磁场中的圆周运动若带电粒子速度方向与磁场方向平行(相同或相反)，带电粒子以不变的速度做匀速直线运动．当带电粒子速度方向与磁场垂直时，带电粒子在垂直于磁感应线的平面内做匀速圆周运动．1.带电粒子在匀强磁场中仅受洛仑兹力而做匀速圆周运动时，洛仑兹力充当向心力：rmvqvB2轨道半径：qBmvr角速度：mqBω周期：qBmvRT22频率：mqBTf21动能：m(qBR)mvEk221225带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的前提条件：粒子只受洛伦兹力的作用（如还受其它力的作用，则其它力的合力为0）；粒子以垂直于匀强磁场方向入射。（平行于磁场方向入射，则粒子做匀速直线运动；以和磁场成某一夹角方向入射，则粒子做螺旋线运动）rvmqvBf2qBmvrvrT2qBm2规律：=6qBmvr该式与粒子运动的位置相联系；涉及粒子运动的位置关系时均围绕其计算。qBmT2是与粒子运动的时间相联系；凡涉及粒子运动的时间的计算均围绕其处理。要点1:规律的应用关键在于画出粒子运动的全部运动轨迹；确定（计算）圆周运动的半径r。要点2:粒子在磁场中的运动都是有界磁场的问题,注意粒子运动的空间限制条件.7(2)圆心的确定如何确定圆心是解决问题的前提，也是解题的关键．首先,应有一个最基本的思路：即圆心一定在与速度方向垂直的直线上．圆心位置的确定通常有两种方法:a.已知入射方向和出射方向时，可通过入射点和出射点分别作垂直于入射方向和出射方向的直线，两条直线的交点就是圆弧轨道的圆心(如图所示，图中P为入射点，M为出射点)．PMvvO-qb.已知入射方向和出射点的位置时，可以通过入射点作入射方向的垂线,连接入射点和出射点,作其中垂线，这两条垂线的交点就是圆弧轨道的圆心(如图示，P为入射点，M为出射点)．PMvO-q⑴粒子运动的偏转方向由洛伦兹力方向来确定。8(3)半径的确定和计算利用平面几何关系,求出该圆的可能半径(或圆心角)．ROBvLy偏转角由sinθ=L/R求出。侧移由R2=L2+(R-y)2解出。vRvO′Orθ⑵穿过圆形磁场区。画好辅助线（半径、速度、轨迹圆的圆心、连心线）。偏角可由求出。Rrtan2⑴穿过矩形磁场区。要先画好辅助线（半径、速度及延长线）。9(3)a.直接根据公式t=s/v或t=θ/ω求出运动时间tb.粒子在磁场中运动一周的时间为T，当粒子运动的圆弧所对应的圆心角为α时，其运动时间可由下式表示：TtTt360或2运动时间的确定粒子在磁场中的运动时间的计算都是据粒子圆周运动的周期T来计算.1007年1月海淀区期末练习161．（8分）如图所示，虚线所围区域内有方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。一束电子沿圆形区域的直径方向以速度v射入磁场，电子束经过磁场区后，其运动的方向与原入射方向成θ角。设电子质量为m，电荷量为e，不计电子之间的相互作用力及所受的重力。求：（1）电子在磁场中运动轨迹的半径R；（2）电子在磁场中运动的时间t；（3）圆形磁场区域的半径r。BOvvθr11解：（1）由牛顿第二定律和洛沦兹力公式得R/mvevB2解得eBmvR（2）设电子做匀速圆周运动的周期为T，则eBmvRT22由如图所示的几何关系得圆心角所以eBmTt2（3）由如图所示几何关...