運(yùn)動電荷在磁場中的受力

1、3、洛倫茲力 帶電粒子在磁場中的運(yùn)動教學(xué)目標(biāo):1 .掌握洛侖茲力的概念；2 .熟練解決帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的勻速圓周運(yùn)動問題教學(xué)過程：1 .洛倫茲力運(yùn)動電荷在磁場中受到的磁場力叫洛倫茲力，它是安培力的微觀表現(xiàn)。F :一 丁 依:、/B B B t；bi-X計算公式的推導(dǎo)：如圖所示，整個導(dǎo)線受到的磁場力 （安培力） 為FmBIL;其中I=nesv ;設(shè)導(dǎo)線中共有 N個自由電子 N=nsL ;每個 電子受的磁場力為 F,則F安= NFO由以上四式可得 F=qvB。條件是 v與B垂直。當(dāng)v與B成。角時，F(xiàn)=qvB sin 0 。2 .洛倫茲力方向的判定在用左手定則時，四指必須指電流方向（不是速度方向

2、），即正電荷定向移動的方向；對負(fù)電荷,四指應(yīng)指負(fù)電荷定向移動方向的反方向。3 .有關(guān)洛倫茲力大小的計算（1）正確畫出帶電粒子可能的運(yùn)動軌跡圖，a）定偏向：運(yùn)用左手定則定軌跡偏向，其中要特別注意四指指向與負(fù)電荷的運(yùn)動方向相反。b）定圓心：主要利用 f _Lv或弦與半徑垂直的關(guān)系確定。找出對應(yīng)交點就找到了圓心。c）定半徑：方法有兩種，一是利用幾何關(guān)系求；二是根據(jù)半徑公式求。（2）可能用到常用的四個關(guān)系式v222 二a） qvB= m - = m r=m co v=mv；mv2 二m可得： R= ； c） T=； d）t =TBqBq2 二3、帶電粒子在有邊界的勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動1、帶電粒子在半無界磁

3、場中的運(yùn)動【例1】如圖直線MN上方有磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B的勻強(qiáng)磁場。正、負(fù)電子同時從同一點 O以與MN成30角的同樣速度 v射入 磁場（電子質(zhì)量為 m,電荷為e）,它們從磁場中射出時相距多遠(yuǎn)？ 射出的時間差是多少？解：由公式知，它們的半徑和周期是相同的。只是偏轉(zhuǎn)方向相反。先確定圓心，畫出半徑，由對稱性知：射入、射出點和圓心恰好組成正三角形。所以兩個射出點相距2r,由圖還可看出，經(jīng)歷時間相差2T/3。答案為射出點相距 s=2mV,時間差為 & =也。關(guān)鍵是找圓心、找半徑和用對稱。Be3Bq例2 一個質(zhì)量為m電荷量為q的帶電粒子從x軸上的P (a, 0) 點以速度v,沿與x正方向成60。的方向射入第一

4、象限內(nèi)的勻強(qiáng)磁場中， 并恰好垂直于y軸射出第一象限。求勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度 B和射出點的 坐標(biāo)。解：由射入、射出點的半徑可找到圓心O/,并得出半徑為 r =2g=mv1B=d,即 vBed/m.【例7】長為L的水平極板間，有垂直紙面向內(nèi)的勻強(qiáng)磁場，如圖所示，磁感強(qiáng)度為B,板間距離也為L,板不帶電，現(xiàn)有質(zhì)量為 m,電量為q的帶正電粒子(不計重力)，從左邊極板間中點處垂 直磁感線以速度 v水平射入磁場，欲使粒子不打在極板上，可采用的辦法是：A .使粒子的速度 v5BqL/4m；C.使粒子的速度 vBqL/m；D.使粒子速度 BqL/4mv5BqL/4m時粒子能從右邊穿出。粒子擦著上板從左邊穿出時，圓心在。/ 點，有 r2= L/