高二物理洛伦兹力内容摘要:

运动方向垂直,故洛伦兹力不会对带电粒子做功,即不改变带电粒子的动能,或不改变带电粒子的速度大小,只改变其速度方向, A、 D错, B对.据 F= qvB知,洛伦兹力大小与带电粒子的速度大小有关, C错. 二、带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动 1 .半径 及周期 质量为 m ,带电荷量为 q ,速率为 v 的带电粒子,在磁感应强度为 B 的匀强磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,即 q v B =m v2r,可得半径公式r =m vqB,再由 T =2π rv得周期公式 T =2π mqB. 2. 分析思路 (1)圆心的确定 带电粒子垂直进入磁场后,一定做圆周运动,其速度方向一定沿圆周的切线方向,因此圆心的位置必是两速度方向垂直的交点或某一速度方向的垂线与圆周上两点连线中垂线的交点,方向如图3- 4- 2所示. 图 3- 4- 2 (2)运动半径大小的确定 一般先作入射点 、 出射点对应的半径 , 并作出相应的辅助三角形 , 然后利用三角函数求解出半径的大小 . (3)运动时间的确定 首先利用周期公式 T =2π mqB,求出运动周期 T ,然后求出粒子运动的圆弧所对应的圆心角 θ ,其运动时间 t=θ2πT . (4)圆心角的确定 ① 带电粒子射出磁场的速度方向与射入磁场的速度方向间的夹角 φ叫偏向角 . 偏向角等于圆心角即 φ= θ, 如图 3- 4- 3. ② 某段圆弧所对应的圆心角是这段圆弧弦切角的二倍,即 θ= 2α. 图 3- 4- 3 即时应用 (即时突破 , 小试牛刀 ) 2. 两个粒子 , 电荷量相同 , 在同一匀强磁场中受磁场力而做匀速圆周运动 ( ) A. 若速率相等 , 则半径必相等 B. 若动能相等 , 则周期必相等 C. 若质量相等 , 则周期必相等 D.若质量与速度的乘积大小相等,则半径必相等 解析: 选 CD. 因为粒子在磁场中做圆周运动的半径 r =m vqB,周期 T =2π mqB.又粒子电荷量相同又在同一磁场中 ,所以 q 、 B 相等, r 与 m 、 v有关, T 只与 m 有关,所以 C 、 D 正确. 课堂互动讲练 洛伦兹力方向的判断 例 1 如图 3- 4- 4所示 , 在真空中 , 水平导线中有恒定电流 I通过 , 导线的正下方有一质子初速度方向与电流方向相同 , 则质子可能的运动情况是。
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