浙江省桐鄉(xiāng)市高考物理一輪復(fù)習(xí)洛侖茲力課件.ppt

洛侖茲力 例1 如圖所示 一個帶負電的粒子以速度 0由坐標(biāo)原點O射出 速度與x軸 y軸均成45 已知該粒子帶電量為 q 質(zhì)量為m 求該粒子通過x軸和y軸時的坐標(biāo)分別是多少 OB OA 例2 如圖所示 水平導(dǎo)線中有穩(wěn)恒電流通過 導(dǎo)線正下方電子初速度方向與電流方向相同 其后電子將 A 沿a運動 軌跡為圓 B 沿a運動 曲率半徑越來越小 C 沿a運動 曲率半徑越來越大 D 沿b運動 曲率半徑越來越小 C 例3如圖13在x軸的上方 y 0 存在著垂直于紙面向外的勻強磁場 磁感強度為B 在原點O有一個離子源向x軸上方的各個方向發(fā)射出質(zhì)量為m 電量為q的正離子 速率都為v 對那些在xy平面內(nèi)運動的離子 在磁場中可能到達的最大x 最大y x 2r 2mv qB y 2r 2mv qB 注意以下兩個重要的幾何特點 a 粒子速度的偏向角 等于回旋角 并等于AB弦與切線的夾角 弦切角 的2倍 如圖 2 tb 相對的弦切角 相等 與相鄰的弦切角 互補 180 例4 以速率v垂直于屏S經(jīng)過小孔A射入存在著勻強磁場的真空室中 如圖所示 如果離子進入磁場后經(jīng)過時間t到達位置P 試證明 直線AP與離子入射方向之間的夾角 跟t的關(guān)系是 qBt 2m qBt 2m 例5 在真空中半徑為r 3cm的圓形區(qū)域內(nèi)有一勻強磁場 B 0 2T 方向如圖示 一帶正電的粒子以速度v 1 2 106m s的初速度從磁場邊界上的直徑ab一端的a點射入磁場 已知該粒子的荷質(zhì)比q m 108C kg 不計粒子重力 則粒子在磁場中運動的最長時間為多少秒 b a V以不同方向入射 以ab為弦的圓弧 最大 時間最長 30 t T 6 5 2 10 8s R 0 06m b a 6cm 6 如圖所示 一帶電質(zhì)點 質(zhì)量為m 電量為q 以平行于Ox軸的速度v從y軸上的a點射入圖中第一象限所示的區(qū)域 為了使該質(zhì)點能從x軸上的b點以垂直于Ox軸的速度v射出 可在適當(dāng)?shù)牡胤郊右粋€垂直于xy平面 磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場 若此磁場僅分布在一個圓形區(qū)域內(nèi) 試求這圓形磁場區(qū)域的最小半徑 重力忽略不計 例7 一質(zhì)量為m 帶電量為 q的粒子以速度v從O點沿y軸正方向射入磁感應(yīng)強度為B的圓形勻強磁場區(qū)域 磁場方向垂直紙面向外 粒子飛出磁場區(qū)域后 從b處穿過x軸 速度方向與x軸正方向的夾角為30 同時進入場強為E 方向沿與與x軸負方向成60 角斜向下的勻強電場中 通過了b點正下方的C點 如圖示 不計重力 試求 1 圓形勻強磁場區(qū)域的最小面積2 C點到b點的距離h 8 電視機的顯像管中 電子束的偏轉(zhuǎn)是用磁偏轉(zhuǎn)技術(shù)實現(xiàn)的 電子束經(jīng)過電壓為U的加速電場后 進入一圓形勻強磁場區(qū) 如圖所示 磁場方向垂直于圓面 磁場區(qū)的中心為O 半徑為r 當(dāng)不加磁場時 電子束將通過O點而打到屏幕的中心M點 為了讓電子束射到屏幕邊緣P 需要加磁場 使電子束偏轉(zhuǎn)一已知角度 此時的磁場的磁感應(yīng)強度B應(yīng)為多少 解析 電子在磁場中沿圓弧ab運動 圓心為C 半徑為R 如圖以v表示電子進入磁場時的速度 M e分別表示電子的質(zhì)量和電量 則 eU evB 又有tan 由以上各式解得 例9 長為l的水平極板間有如圖所示的勻強磁場 磁感強度為B 板間距離也為l 現(xiàn)有一質(zhì)量為m 帶電量為 q的粒子從左邊板間中點處沿垂直于磁場的方向以速度v0射入磁場 不計重力 要想使粒子不打在極板上 則粒子進入磁場時的速度v0應(yīng)為多少 v0 qBl 4m或v0 5qBl 4m 例12 如圖所示 abcd是一個邊長為l的正方形 它是磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場橫截面的邊界線 一帶正電粒子從ad邊的中點O與ab邊成30 角且垂直于磁場的方向射入 若該帶電粒子所帶電荷量為q 質(zhì)量為m 重力不計 則 1 該帶電粒子在磁場中飛行時間最長是多少 2 若要帶電粒子飛行時間最長 帶電粒子的速度必須符合什么條件 解 1 從ab邊射出飛行時間最長如圖示 t 5T 6 5 m 3qB 2 做圓周運動的半徑為r mv qB r rsin30 l 2 即mv qB l 3 v qBl 3m 13 16分 圖中MN表示真空室中垂直于紙面的平板 它的一側(cè)有勻強磁場 磁場方向垂直紙面向里 磁感應(yīng)強度大小為B 一帶電粒子從平板上的狹縫O處以垂直于平板的初速v射入磁場區(qū)域 最后到達平板上的P點 已知B v以及P到O的距離l 不計重力 求此粒子的電荷q與質(zhì)量m之比 解 粒子初速v垂直于磁場 粒子在磁場中受洛倫茲力而做勻速圓周運動 設(shè)其半徑為R 由洛倫茲力公式和牛頓第二定律 有qvB mv2 R 因粒子經(jīng)O點時的速度垂直于OP 故OP是直徑 l 2R 由此得q m 2v Bl 14 如圖 在一水平放置的平板MN上方有勻強磁場 磁感應(yīng)強度的大小為B 磁場方向垂直于紙面向里 許多質(zhì)量為m 帶電量為 q的粒子 以相同的速率v沿位于紙面內(nèi)的各個方向 由小孔O射入磁場區(qū)域 不計重力 不計粒子間的相互影響 下列圖中陰影部分表示帶電粒子可能經(jīng)過的區(qū)域 其中R mv qB 哪個圖是正確的 A 解見下頁 帶電量為 q的粒子 以相同的速率v沿位于紙面內(nèi)的各個方向 由小孔O射入磁