帶電粒子在洛倫茲力下的運動小結(jié)

帶電粒子在洛倫茲力下的運動【基本知識】F=qvBF洛方向：【帶電粒子在磁場中的運動】只受洛倫茲力，一般都是勻強磁場，且粒子速度垂直于磁場。方法提示：題型主要有單個粒子的運動，和多個粒子的運動，多個粒子時一般分大小不同和速度不同兩種情況。解題關(guān)鍵是正確作出關(guān)鍵粒子的圓周運動的軌跡圓弧、找圓心、求半徑。NM例題：（徑向射入）一圓形磁場半徑為r，磁感應(yīng)強度為B，如圖所示，一電荷質(zhì)量為m,帶電量為-q，不計重力，以某速度從M點朝磁場圓心方向射入磁場，經(jīng)N點射出磁場，已知粒子離開磁場時速度方向與入射時相比偏轉(zhuǎn)了600NM例題：（臨界）長為L，間距也為L的兩平行金屬板間有垂直紙面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B,如圖。今有質(zhì)量為m，帶電量為q的正離子從平行板左端中點以平行于金屬板的方向射入磁場。欲使離子不打在極板上，入射離子的速度大小應(yīng)滿足的條件是什么？【帶電粒子在組合場中的運動】空間中的各個場不疊加，只是拼接。方法提示：按帶電體的運動順序分析出其運動軌跡及各段運動性質(zhì)特點。注意每次進(jìn)入另一個場時需重新分析其受力和運動。這類題常見的有電場合磁場組合、磁場和磁場組合等。粒子運動常具有周期性。例題：在x軸上方有垂直于xy平面向里的勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B；在x軸下方有沿y軸負(fù)方向的勻強電場，場強為E．一質(zhì)量為m，電量為-q的粒子從坐標(biāo)原點o沿著y軸正方向射出．射出之后，第三次到達(dá)x軸時，它與點o的距離為L．求此粒子射出時的速度v和運動的總路程s（重力不計）．例題：如圖所示，直角坐標(biāo)系xOy位于豎直平面內(nèi)，在水平的x軸下方存在勻強磁場和勻強電場，磁場的磁感應(yīng)強度為B，方向垂直xOy平面向里，電場線平行于y軸。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電荷的小球，從y軸上的A點水平向右拋出。經(jīng)x軸上的M點進(jìn)入電場和磁場，恰能做勻速圓周運動，從x軸上的N點第一次離開電場和磁場，MN之間的距離為L，小球過M點時的速度方向與x軸正方向夾角為θ。不計空氣阻力，重力加速度為g，求：(1)電場強度E的大小和方向；(2)小球從A點拋出時初速度v0的大??；(3)A點到x軸的高度h。（2）磁場和磁場例題：【專題課后訓(xùn)練】1.（粒子能到達(dá)的范圍問題）如圖4，直線MN為磁場的邊界，上方有垂直紙面向內(nèi)的磁場。一大群帶負(fù)電的同種粒子從O點出發(fā)，它們速率相同，朝各個不同方向進(jìn)入磁場，求粒子能到達(dá)的范圍是怎樣的？這個范圍面積最大是多少？（提示：先作出如圖所示兩個方向入射粒子的圓軌跡。）ooMNAyxAyxM3.（周期碰撞問題）如圖10，一半徑為r的圓環(huán)水平放置在光滑桌面上，環(huán)內(nèi)有如圖所示的勻強磁場，一電荷質(zhì)量為m,帶電量為-q的彈性小球，以大小為v的速度從孔M點朝磁場圓心方向射入磁場，小球與圓環(huán)內(nèi)壁碰撞三次后又從孔M點射出磁場。（碰撞前后小球的速度大小不變，方向反向。）求圓形磁場的磁感應(yīng)強度多大？M4．如圖所示，一個帶正電荷的物塊m，由靜止開始從斜面上A點下滑，滑到水平面BC上的D點停下來。已知物塊與斜面及水平面間的動摩擦因數(shù)相同，且不計物塊經(jīng)過B處時的機(jī)械能損失。先在ABC所在空間加豎直向下的勻強電場，第二次讓物塊m從A點由靜止開始下滑，結(jié)果物塊在水平面上的D′點停下來。后又撤去電場，在ABC所在空間加水平向里的勻強磁場，再次讓物塊m從A點由靜止開始下滑，結(jié)果物塊沿斜面滑下并在水平面上的D″點停下來。則以下說法中正確的是()A．D′點一定在D點左側(cè) B．D′點一定與D點重合C．D″點一定在D點右側(cè) D．D″點一定與D點重合5.如圖所示，設(shè)空間存在豎直向下的勻強電場和垂直紙面向里的勻強磁場，已知一粒子在重力、電場力和洛倫茲力作用下，從靜止開始自A點沿曲線ACB運動，到達(dá)B點時速度為零，C點是運動的最低點，以下說法正確的是()A．這粒子必帶正電荷B．A點和B點在同一高度C．粒子在C點時速度最大D．粒子到達(dá)B后，將沿曲線返回A點6.如圖所示，有一混合正離子束先后通過正交的電場、磁場區(qū)域Ⅰ和勻強磁場區(qū)域Ⅱ，如果這束正離子流在區(qū)域Ⅰ中不偏轉(zhuǎn)，進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ后偏轉(zhuǎn)半徑r相同，則它們一定具有相同的()A．速度 B．質(zhì)量C．電荷量 D．比荷7.質(zhì)量為m，電量為q帶正電荷的小物塊從半徑為R的eq\f(1,4)光滑圓槽頂點由靜止下滑，整個裝置處于電場強度為E，磁感應(yīng)強度為B的區(qū)域內(nèi)如圖所示，則小物塊滑到底端時對軌道的壓力為________。8．如圖所示，在水平的絕緣桿上套有質(zhì)量為m，電荷量為q的帶正電小環(huán)，互相垂直的勻強磁場和勻強電場方向均水平，且電場方向與桿平行，磁感應(yīng)強度為B，電場強度為E，小環(huán)與桿間的動摩擦因數(shù)為μ，若桿和磁場、電場區(qū)域足夠大，小球由靜止開始沿桿滑動，求小環(huán)勻速滑動的速度大小為多少？9.如圖所示，在xOy直角坐標(biāo)系中，第Ⅰ象限內(nèi)分布著方向垂直紙面向里的勻強磁場，第Ⅱ象限內(nèi)分布著方向沿y軸負(fù)方向的勻強電場。初