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(gè)帶負(fù)電的粒子以速度 0由坐標(biāo)原點(diǎn)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(shí)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(yùn)動(dòng) 軌跡為圓 B 沿a運(yùn)動(dòng) 曲率半徑越來越小 C 沿a運(yùn)動(dòng) 曲率半徑越來越大 D 沿b運(yùn)動(dòng) 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(qiáng)磁場(chǎng) 磁感強(qiáng)度為B 在原點(diǎn)O有一個(gè)離子源向x軸上方的各個(gè)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(duì)那些在xy平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)的離子 在磁場(chǎng)中可能到達(dá)的最大x 最大y x 2r 2mv qB y 2r 2mv qB 注意以下兩個(gè)重要的幾何特點(diǎn) 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(duì)的弦切角 相等 與相鄰的弦切角 互補(bǔ) 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(qiáng)磁場(chǎng)的真空室中 如圖所示 如果離子進(jìn)入磁場(chǎng)后經(jīng)過時(shí)間t到達(dá)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(qiáng)磁場(chǎng) 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(chǎng)邊界上的直徑ab一端的a點(diǎn)射入磁場(chǎng) 已知該粒子的荷質(zhì)比q m 108C kg 不計(jì)粒子重力 則粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)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(shí)間最長(zhǎng) 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(diǎn) 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(diǎn)射入圖中第一象限所示的區(qū)域 為了使該質(zhì)點(diǎn)能從x軸上的b點(diǎn)以垂直于Ox軸的速度v射出 可在適當(dāng)?shù)牡胤郊右粋€(gè)垂直于xy平面 磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng) 若此磁場(chǎng)僅分布在一個(gè)圓形區(qū)域內(nèi) 試求這圓形磁場(chǎng)區(qū)域的最小半徑 重力忽略不計(jì) 例7 一質(zhì)量為m 帶電量為 q的粒子以速度v從O點(diǎn)沿y軸正方向射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域 磁場(chǎng)方向垂直紙面向外 粒子飛出磁場(chǎng)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(shí)進(jìn)入場(chǎng)強(qiáng)為E 方向沿與與x軸負(fù)方向成60 角斜向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中 通過了b點(diǎn)正下方的C點(diǎn) 如圖示 不計(jì)重力 試求 1 圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域的最小面積2 C點(diǎn)到b點(diǎn)的距離h 8 電視機(jī)的顯像管中 電子束的偏轉(zhuǎn)是用磁偏轉(zhuǎn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的 電子束經(jīng)過電壓為U的加速電場(chǎng)后 進(jìn)入一圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū) 如圖所示 磁場(chǎng)方向垂直于圓面 磁場(chǎng)區(qū)的中心為O 半徑為r 當(dāng)不加磁場(chǎng)時(shí) 電子束將通過O點(diǎn)而打到屏幕的中心M點(diǎn) 為了讓電子束射到屏幕邊緣P 需要加磁場(chǎng) 使電子束偏轉(zhuǎn)一已知角度 此時(shí)的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B應(yīng)為多少 解析 電子在磁場(chǎng)中沿圓弧ab運(yùn)動(dòng) 圓心為C 半徑為R 如圖以v表示電子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)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(zhǎng)為l的水平極板間有如圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng) 磁感強(qiáng)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(diǎn)處沿垂直于磁場(chǎng)的方向以速度v0射入磁場(chǎng) 不計(jì)重力 要想使粒子不打在極板上 則粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)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(gè)邊長(zhǎng)為l的正方形 它是磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)橫截面的邊界線 一帶正電粒子從ad邊的中點(diǎn)O與ab邊成30 角且垂直于磁場(chǎng)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(jì) 則 1 該帶電粒子在磁場(chǎng)中飛行時(shí)間最長(zhǎng)是多少 2 若要帶電粒子飛行時(shí)間最長(zhǎng) 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(shí)間最長(zhǎng)如圖示 t 5T 6 5 m 3qB 2 做圓周運(yùn)動(dòng)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(qiáng)磁場(chǎng) 磁場(chǎng)方向垂直紙面向里 磁感應(yīng)強(qiáng)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(chǎng)區(qū)域 最后到達(dá)平板上的P點(diǎn) 已知B v以及P到O的距離l 不計(jì)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(chǎng) 粒子在磁場(chǎng)中受洛倫茲力而做勻速圓周運(yùn)動(dòng) 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(diǎn)時(shí)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(qiáng)磁場(chǎng) 磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B 磁場(chǎng)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(gè)方向 由小孔O射入磁場(chǎng)區(qū)域 不計(jì)重力 不計(jì)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(gè)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(gè)方向 由小孔O射入磁