磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用復(fù)習(xí)

1、磁場(chǎng)對(duì)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(wèn)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(zhǎng)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(zhǎng)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(chǎng)中，現(xiàn)給小球一水平向右的初速度的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，現(xiàn)給小球一水平向右的初速度v，使其開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。使其開(kāi)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(wú)上述速度要求，求小球運(yùn)動(dòng)后

2、，克服摩擦力所做）若無(wú)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(kāi)始）開(kāi)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(guò)程由動(dòng)能定理有：小球運(yùn)動(dòng)過(guò)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(guò)程小球克服摩擦力做功為此過(guò)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(wèn)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(chǎng)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(chǎng)場(chǎng)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(shuō)法正確的是：不變，而動(dòng)能逐漸減少，下列說(shuō)法正確的是：A A、粒子先經(jīng)過(guò)

4、、粒子先經(jīng)過(guò)a a點(diǎn)，再經(jīng)過(guò)點(diǎn)，再經(jīng)過(guò)b b點(diǎn)點(diǎn)B B、粒子先經(jīng)過(guò)、粒子先經(jīng)過(guò)b b點(diǎn)，再經(jīng)過(guò)點(diǎn)，再經(jīng)過(guò)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(chǎng)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(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題分析方法（1）畫(huà)軌跡、找圓心、求半徑。（2）粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間t的確定：求出軌跡所對(duì)圓心角的大小，由 或t=s/v 。2、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的對(duì)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(chǎng)，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(chǎng)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(chǎng)，當(dāng)它離開(kāi)磁場(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)中的應(yīng)用舉例點(diǎn)評(píng)：求解帶電粒子在有界磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵是畫(huà)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(chǎng)的 應(yīng)滿足（2）由 可知，粒子在磁場(chǎng)中經(jīng)過(guò)的弧對(duì)應(yīng)的圓心角越大，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間也越長(zhǎng)。在磁場(chǎng)中半徑 時(shí)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng)，弧所對(duì)圓心角為 所以最長(zhǎng)時(shí)間為BqmTTt22及1Rr )22

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

7、作用力大小不僅與磁感應(yīng)強(qiáng)度，而磁場(chǎng)對(duì)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(chǎng)方向的夾角有關(guān)，即與磁場(chǎng)方向的夾角有關(guān)，即F=qvBsin 。四、電場(chǎng)和磁場(chǎng)對(duì)電荷作用的區(qū)別四、電場(chǎng)和磁場(chǎng)對(duì)電荷作用的區(qū)別3、電荷所受電場(chǎng)力的方向總是沿著電場(chǎng)線的切線電荷所受電場(chǎng)力的方向總是沿著電場(chǎng)線的切線（與電場(chǎng)方向相同或相反），而電荷所受磁場(chǎng)力的方（與電場(chǎng)方向相同或相反），而電荷所受磁場(chǎng)力的方向總是即垂直于磁場(chǎng)方向，又垂直于運(yùn)動(dòng)方向（即垂向總是即垂直于磁場(chǎng)方向，又垂直于運(yùn)動(dòng)方向（即垂直于磁場(chǎng)方向和運(yùn)動(dòng)方向所決定的平面）。直于磁場(chǎng)方向和運(yùn)動(dòng)方向所決定的平面）。4、電荷在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，電場(chǎng)