磁場對運(yùn)動(dòng)電荷的作用復(fù)習(xí)

1、磁場對運(yùn)動(dòng)電荷的作用復(fù)習(xí)一、洛倫茲力包括洛倫茲力在內(nèi)的有關(guān)物體運(yùn)動(dòng)問題應(yīng)用舉例如圖所示，質(zhì)量為如圖所示，質(zhì)量為m、帶電量為、帶電量為+q的有孔小球套在水平固的有孔小球套在水平固定且足夠長的絕緣桿上。這個(gè)裝置處于如圖所示的磁感應(yīng)定且足夠長的絕緣桿上。這個(gè)裝置處于如圖所示的磁感應(yīng)強(qiáng)度為強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，現(xiàn)給小球一水平向右的初速度的勻強(qiáng)磁場中，現(xiàn)給小球一水平向右的初速度v，使其開始運(yùn)動(dòng)。使其開始運(yùn)動(dòng)。（1）如果小球初速度滿足）如果小球初速度滿足qvBmgmg，求小球運(yùn)動(dòng)后，克服，求小球運(yùn)動(dòng)后，克服摩擦力所做的功（不計(jì)空氣阻力）摩擦力所做的功（不計(jì)空氣阻力）（2 2）若無上述速度要求，求小球運(yùn)動(dòng)后

2、，克服摩擦力所做）若無上述速度要求，求小球運(yùn)動(dòng)后，克服摩擦力所做的功（不計(jì)空氣阻力）的功（不計(jì)空氣阻力）解解（1）開始）開始小球受力如圖小球受力如圖小球做減速運(yùn)動(dòng)直至洛倫茲力與重力相小球做減速運(yùn)動(dòng)直至洛倫茲力與重力相等小球不受摩擦力，設(shè)此時(shí)的速度為等小球不受摩擦力，設(shè)此時(shí)的速度為u u有有：小球運(yùn)動(dòng)過程由動(dòng)能定理有：小球運(yùn)動(dòng)過程由動(dòng)能定理有：綜合以上兩式得：綜合以上兩式得：（2）除上述情形之外，如果除上述情形之外，如果qvB=mg小球不受摩擦力，小球不受摩擦力，此過程小球克服摩擦力做功為此過程小球克服摩擦力做功為0；如果；如果qvBmg小球做小球做減速運(yùn)動(dòng)直至速度為減速運(yùn)動(dòng)直至速度為0，所以：

3、，所以：mgquB 221221mvmuWf2223222122122qBgmmvmumvW克221mvW克GF=qvBNf此類問題求解的關(guān)鍵是受力分析與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的分析二、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng)（不計(jì)其他力）應(yīng)用舉例ab2、帶電粒子進(jìn)入云室會(huì)使云室中的氣體電離，從而帶電粒子進(jìn)入云室會(huì)使云室中的氣體電離，從而顯示其運(yùn)動(dòng)軌跡，顯示其運(yùn)動(dòng)軌跡，如圖如圖a和和b b是軌跡上的兩點(diǎn)，勻強(qiáng)磁是軌跡上的兩點(diǎn)，勻強(qiáng)磁場場B B垂直紙面向里。該粒子在運(yùn)動(dòng)時(shí)，其質(zhì)量和電量垂直紙面向里。該粒子在運(yùn)動(dòng)時(shí)，其質(zhì)量和電量不變，而動(dòng)能逐漸減少，下列說法正確的是：不變，而動(dòng)能逐漸減少，下列說法正確的是：A A、粒子先經(jīng)過

4、、粒子先經(jīng)過a a點(diǎn)，再經(jīng)過點(diǎn)，再經(jīng)過b b點(diǎn)點(diǎn)B B、粒子先經(jīng)過、粒子先經(jīng)過b b點(diǎn)，再經(jīng)過點(diǎn)，再經(jīng)過a a點(diǎn)點(diǎn)C C、粒子帶負(fù)電、粒子帶負(fù)電D D、粒子帶正電、粒子帶正電三、帶電粒子在有界勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng)（不計(jì)其他力）1、帶電粒子在有界勻強(qiáng)磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)問題分析方法（1）畫軌跡、找圓心、求半徑。（2）粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)間t的確定：求出軌跡所對圓心角的大小，由 或t=s/v 。2、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的對稱性（1）如果帶電粒子僅在洛倫茲力的作用下，以一定的夾角進(jìn)入一條邊界為直線的勻強(qiáng)磁場，則它將從同一邊界射出，并且射出時(shí)速度方向與邊界的夾角與進(jìn)入磁場時(shí)的夾角大小相等。（2）如果帶

5、電粒子僅在洛倫茲力作用下，沿徑向射入圓形勻強(qiáng)磁場，當(dāng)它離開磁場時(shí)必沿另一徑向射出。帶電粒子的速率越大，軌跡半徑越大，在磁場中運(yùn)動(dòng)方向的偏轉(zhuǎn)角越小，運(yùn)動(dòng)時(shí)間越短。Tt0360帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的應(yīng)用舉例點(diǎn)評：求解帶電粒子在有界磁場中運(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵是畫軌跡、找圓心、求半徑。構(gòu)建一個(gè)直角三角形，然后用數(shù)學(xué)方法求出半徑大小，再結(jié)合用物理公式推導(dǎo)出的半徑公式，求相關(guān)的量。0vmqBLvmqBL03所以粒子能從ab邊上射出磁場的 應(yīng)滿足（2）由 可知，粒子在磁場中經(jīng)過的弧對應(yīng)的圓心角越大，在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間也越長。在磁場中半徑 時(shí)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長，弧所對圓心角為 所以最長時(shí)間為BqmTTt22及1Rr )22

6、(qBmt35此類問題的關(guān)鍵是畫軌跡，找圓心，求半徑1、電荷在電場中一定要受到電場力的作用，而電荷在磁場電荷在電場中一定要受到電場力的作用，而電荷在磁場中不一定受磁場力作用。只有相對于磁場運(yùn)動(dòng)且運(yùn)動(dòng)方向中不一定受磁場力作用。只有相對于磁場運(yùn)動(dòng)且運(yùn)動(dòng)方向與磁場不平行的電荷才受磁場力的作用，面相對磁場靜止與磁場不平行的電荷才受磁場力的作用，面相對磁場靜止的電荷或雖運(yùn)動(dòng)但運(yùn)動(dòng)方向與磁場方向平行的電荷則不受的電荷或雖運(yùn)動(dòng)但運(yùn)動(dòng)方向與磁場方向平行的電荷則不受磁場力作用。磁場力作用。2、電場對電荷作用力的大小僅取決于場強(qiáng)、電場對電荷作用力的大小僅取決于場強(qiáng)E和電荷量和電荷量q，即即F=Eq，而磁場對電荷的

7、作用力大小不僅與磁感應(yīng)強(qiáng)度，而磁場對電荷的作用力大小不僅與磁感應(yīng)強(qiáng)度B和電荷量和電荷量q有關(guān)，還與電荷運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)，還與電荷運(yùn)動(dòng)速度v的大小及速度方向的大小及速度方向與磁場方向的夾角有關(guān)，即與磁場方向的夾角有關(guān)，即F=qvBsin 。四、電場和磁場對電荷作用的區(qū)別四、電場和磁場對電荷作用的區(qū)別3、電荷所受電場力的方向總是沿著電場線的切線電荷所受電場力的方向總是沿著電場線的切線（與電場方向相同或相反），而電荷所受磁場力的方（與電場方向相同或相反），而電荷所受磁場力的方向總是即垂直于磁場方向，又垂直于運(yùn)動(dòng)方向（即垂向總是即垂直于磁場方向，又垂直于運(yùn)動(dòng)方向（即垂直于磁場方向和運(yùn)動(dòng)方向所決定的平面）。直于磁場方向和運(yùn)動(dòng)方向所決定的平面）。4、電荷在電場中運(yùn)動(dòng)時(shí)，電場