第3章磁场(3带电粒子在磁场中的运动).doc

第三章 磁场（三） 带电粒子在磁场中的运动 一．磁场对运动电荷的作用力——洛伦兹力 1、洛伦兹力方向的判断—— 手定则，其内容 思考：（1）洛伦兹力f的方向与B、v方向之间的关系？怎样确定洛伦兹力的方向？ （2）洛伦兹力对物体是否做功？为什么？ （3）洛伦兹力对物体的速度（方向、大小）的影响有什么影响？ 2、洛伦兹力大小的计算：f=qvB，条件是 ，所以当B⊥V时，f= ； 当B∥V时，f= ； 当B与V斜交时（v与B之间的夹角为西θ），f= 二．带电粒子在磁场中的运动 1、当带电粒子以速度V平行于B的方向射入匀强磁场时，粒子做 运动 2、当带电粒子以速度V垂直于B的方向射入匀强磁场时，粒子做 运动 如图所示，带电粒子从A点运动到B点，则 其运动轨道半径为R= ，周期T= 若∠AOB=θ，弧AB长l= 粒子从A运动到B所用的时间t= = 3、当带电粒子以速度V与匀强磁场B成θ角射入时，我们可以把粒子的运动分解在 方向上，做 运动 方向上，做 运动 其合运动的轨迹是个 曲线。 练习题：1、关于带电粒子在磁场中的运动，下列说法正确的是A、带电粒子飞入匀强磁场后，一定做匀速圆周运动B、带电粒子飞入匀强磁场后做匀速圆周运动时，速度一定不变动能一定保持不变C、带电粒子飞入匀强磁场后做匀速圆周运动时，洛仑兹力的方向运动方向垂直D、带电粒子飞入匀强磁场后做匀速圆周运动时，洛仑兹力的方向总和运动方向垂直关于带电粒子洛伦兹力f、磁感应强度B和粒子速度v三者方向关系，正确的是 A．f、B、v三者必定均相互垂直f必定垂直于B、v，但B不一定垂直v B必定垂直于f、v，但f不一定垂直于vv必定垂直于f、B，但f不一定垂直于B ．如图所示是磁场B、负电荷速度v和磁场对运动电荷作用力f三者方向的相互关系图，其中正确的是（B、f和v两两垂直） 4．电子射入只存在磁场的空间区域后 A．动能不可能变化变化 能作匀速直线运动一定作匀变速直线运动两个粒子，带电量相等，在同一匀强磁场中只受到磁场力作用而匀速圆周运动 A．若速率相等，则半径必相等若质量相等，则周期必相等若大小相等，则半径必相等若动能相等，则周期必相等a是电子运动轨迹，d是质子运动轨迹 B．b是电子运动轨迹，c是质子运动轨迹 C．c是电子运动轨迹，b是质子运动轨迹 D．d是电子运动轨迹，a是质子运动轨迹 7、如图所示为云室中某粒子穿过铅板P前后的轨迹.室中匀强磁场的方向与轨迹所在平面垂直(图中垂直于纸面向里)，由此可知此粒子 A．一定带正电一定带负电 不带电可能带正电，也可能带负电8、初速度为v0的电子，沿平行于通电长直导线的方向射出直导线中电流方向与电子的初始运动方向如图所示，则 A．电子将向右偏转，速率不变电子将向左偏转，速率改变 电子将向左偏转，速率不变电子将向右偏转，速率改变 如图所示，ab是一弯管，其中心线是半径为R的一段圆弧，将它置于一给定a端射入弯管，粒子有不同的质量、不同的速度.但都是一价正离子，则只有速度大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管只有质量大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管只有mV大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管只有动能大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管 （1）画出粒子的运动轨迹 （2）该匀强磁场的磁感应强度B和粒子在磁场中运动的时间t 例2：如图所示，为一有界匀强磁场，一带电的粒子（m、＋q）自A点以速度V0与边界成进入该匀强磁场。若已经知道粒子射出磁场边界时点B与A点之间的距离为L。 （1）画出粒子的运动轨迹（你能想出几种画轨道圆的方法） （2）求该匀强磁场的磁感应强度B （3）至少用两种不同的方法求解粒子在磁场中运动的时间t （4）在该题中，若粒子带负