20xx沪科版高中物理选修3-155探究洛伦兹力

20xx沪科版高中物理选修3-155探究洛伦兹力内容摘要：

【审题指导】 解答本题应把握以下三点： ( 1) 明确质子流的带电性质． ( 2) 明确赤道附近地磁场的方向． ( 3) 用左手定则判断质子的受力方向． 【解析】 本题考查判断洛伦兹力的方向，质子是氢原子核，带正电，地球表面地磁场方向由南向北．根据左手定则可判定：质子自赤道上空竖直下落过程中受洛伦兹力方向向东，故正确答案为 B. 【答案】 B 1 ． ( 201 2 上海奉贤区高二检测 ) 如图 5 － 5 － 2 所示，将一阴极射线管置于一通电螺线管的正上方且在同一水平面内，则阴极射线将 ( ) A ． 向外偏转 B ．向里偏转 C ．向上偏转 D ．向下偏转 图 5 － 5 － 2 【解析】 由右手螺旋定则可知通电螺线管在阴极射线处磁场方向竖直向下，阴极射线带负电，结合左手定则可知其所受洛伦兹力垂直于纸面向外． 【答案】 A 带电粒子在匀强磁场中运动的解题方法 【问题导思】 1 ．带电粒子在磁场中的运动轨迹由哪些因素决定。 2 ．根据几何知识，如何确定带电粒子在磁场中运动轨迹的圆心。 1 ． 定圆心 ( 1 ) 知磁场中两点速度方向，则带电粒子在两点所受洛伦兹力作用线的交点即为圆心．如图 5 － 5 － 3 ( a ) 所示． ( 2) 知磁场中一点速度方向和另一点位置，则该点所受洛伦兹力作用线与这两点连线的中垂线的交点即为圆心，如图 5 － 5 － 3( b ) 所示． ( a) ( b ) 图 5 － 5 － 3 2 ． 求半径 画圆弧后，再画过入射点、出射点的半径并作出辅助三角形，最后由几何知识求出半径． 3 ． 求运动时间 ( 1) 利用 t ＝θ2πT 求．即：先求周期 T ，再求圆心角 θ . ( 2) 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 α ＝ φ ，如图 5 － 5 － 4所示． 图 5 － 5 － 4 ② 某段圆弧所对应的圆心角是这段圆弧弦切角的二倍，即 α ＝ 2 θ . ( 3) 由公式 r ＝m vqB知，在匀强磁场中，做匀速圆周运动的带电粒子，轨道半径跟运动速率成正比． ( 4) 由公式 T ＝2π mqB知，在匀强磁场中，做匀速圆周运动的带电粒子，周期跟轨道半径和运动速率均无关，而与比荷qm成反比． ( 2020 漳州一中高二检测 ) 如图 5 － 5 － 5 所示，虚线圆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，电子束经过磁场区域后，其运动方向与原入射方向成 θ角．设 电子的质量为 m ，电荷量为 e ，不计电子之间的相互作用力及电子所受的重力．求： 图 5 － 5 － 5 ( 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 . 【审题指导】 当粒子沿直径方向射入圆形有界磁场中时，出磁场时速度的反向延长线必过圆心．由此画出轨迹，确定轨迹的圆心，利用几何知识，再利用半径公式，周期公式即可求解． 【解析】 ( 1) 由牛顿第二定律和洛伦兹力公式，得 e v B＝m v2R，解得 R ＝m veB. ( 2) 设电子做匀速圆周运动的周期为 T ，则 T ＝2π Rv＝2π meB.由图所示几何关系，得圆心角 α ＝ θ ，所以 t ＝α2πT ＝mθeB.。