磁场对运动电荷作用专题 - 副本

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1、磁场对运动电荷的作用—专题一．洛仑兹力基本知识点1．洛仑兹力的大小　　，为v与B的夹角。　　当=时，，此时，电荷受到的洛仑兹力最大；　　当=或时，f=0，即电荷在磁场中平行于磁场方向运动时，电荷不受洛仑兹力作用；　　当v=0时，f=0，说明磁场只对运动的电荷产生力的作用．2．洛仑兹力的方向　　左手定则：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，且处于同一平面内，让磁感线穿入手心，四指指向为正电荷的运动方向（或负电荷运动的反方向），大拇指所指的方向是正电荷（负电荷）所受的洛仑兹力的方向。3．由安培力公式推

2、导洛仑兹力公式　　如图所示，直导线长L，电流为I，导线中运动电荷数为n，截面积为S，电荷的电量为q，运动速度为v，则　　安培力　　所以洛仑兹力　　因为(N为单位体积内的电荷数）　　所以，式中，故。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　特别提醒：洛伦兹力是单个运动电荷在磁场中受到的力，而安培力是导体中所有定向移动的自由电荷受到的洛伦兹力的宏观表现。4．洛伦兹力和电场力的比较　洛伦兹力电场力性质磁场对在其中运动电荷的作用力电场对放入其中电荷的作用力产生条件磁场中静止电荷、沿磁场方向运动的电荷将不受洛伦兹

3、力电场中的电荷无论静止，还是沿何方向运动都要受到电场力方向①方向由电荷正负、磁场方向以及电荷运动方向决定，各方向之间关系遵循左手定则②洛伦兹力方向一定垂直于磁场方向以及电荷运动方向（电荷运动方向与磁场方向不一定垂直）①方向由电荷正负、电场方向决定②正电荷受力方向与电场方向一致，负电荷受力方向与电场方向相反大小做功情况一定不做功可能做正功，可能做负功，也可能不做功例.在高真空的玻璃管中，封有两个电极，当加上高电压后，会从阴极射出一束高速电子流，称为阴极射线．如在阴极射线管的正上方平行放置一根通以强电流

4、的长直导线，其电流方向如图所示．则阴极射线将会（　）　　A．向上偏斜　　　B．向下偏斜　　　C．向纸内偏斜　　D．向纸外偏斜二．带电粒子在匀强磁场中的运动1、//B时　　运动分析：带电粒子不受洛伦兹力，在匀强磁场中做匀速直线运动。2、时　　1．运动分析：如图所示，若带电粒子沿垂直磁场方向射入磁场，即时，带电粒子所受洛仑兹力，方向总与速度v方向垂直。洛仑兹力提供向心力，使带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动。　　其特征方程为　　四个基本公式：　　（1）向心力公式：　　（2）半径公式：　　（3）周期和频率

5、公式：　　（4）动能公式：　　特别提醒：带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期T，只和粒子的比荷（）有关，与粒子的速度v、半径R的大小无关；也就是说比荷(）相同的带电粒子，在同样的匀强磁场中，T、f和相同。典型例题题型一.带电粒子在磁场中的运动例1、如图所示，在x＜0与x＞0的区域中，存在磁感应强度大小分别为与的匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，且＞。一个带负电的粒子从坐标原点O以速度v沿x轴负方向射出，要使该粒子经过一段时间后又经过O点，与的比值应满足什么条件？　　　　　　　　　　　　　　　精练

6、：在某一真空空间内建立xOy坐标系，从原点O处向第Ⅰ象限发射一比荷的带正电的粒子(重力不计)，速度大小=m/s、方向与x轴正方向成角。　　（1）若在坐标系y轴右侧加有匀强磁场区域，在第Ⅰ象限，磁场方向垂直xOy平面向外；在第Ⅳ象限，磁场方向垂直xOy平面向里；磁感应强度均为B=1T，如图（a）所示。求粒子从O点射出后，第2次经过x轴时的坐标。　　（2）若将上述磁场改为如图（b）所示的匀强磁场。在t=0到时，磁场方向垂直于xOy平面外；在到时，磁场方向垂直于xOy平面向里，此后该空间不存在磁场。在t=

7、0时刻，粒子仍从O点以与原来相同的速度射入，求粒子从O点射出后第2次经过x轴时的坐标。　　　　　　　　题型二——带电粒子在有界磁场中的运动问题　（1）刚好穿出磁场边界的条件是带电粒子在磁场中运动的轨迹与边界相切。　（2）当速度v一定时，弧长越长，轨道对应的圆心角越大，则带电粒子在有界磁场中运动的时间越长。例2、在半径为R的半圆形区域中有一匀强磁场，磁场的方向垂直于纸面，磁感应强度为B。一质量为m，带有电量q的粒子以一定的速度沿垂直于半圆直径AD方向经P点（AP＝d）射入磁场（不计重力影响）。　　（1

8、）如果粒子恰好从A点射出磁场，求入射粒子的速度。　　（2）如果粒子经纸面内Q点从磁场中射出，出射方向与半圆在Q点切线方向的夹角为（如图）。求入射粒子的速度。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　精练：一质量为m，电荷量为q的带负电的带电粒子，从A点射入宽度为d、磁感应强度为B的匀强磁场，MN、PQ为该磁场的边界线，磁感线垂直于纸面向里，如图所示带电粒子射入时的初速度与PQ成角，且粒子恰好没有从MN射出。（不计粒子所受重力）　　（1）求该带电粒子的初速度；　　（2）求该