第二节磁场对运动电荷的作用.ppt
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1、第二节 磁场对运动电荷的作用 基础知识梳理 一、洛伦兹伦兹 力的大小和方向 1洛伦兹伦兹 力的大小 FBqvsin,为为v与B的夹夹角,如图图821所 示 图图821 (1)vB时时,洛伦兹伦兹 力F_ (0或180) (2)vB时时,洛伦兹伦兹 力F_.(90) (3)v0时时,洛伦兹伦兹 力F_. 2洛伦兹伦兹 力的方向 (1)判定方法:用左手定则则,注意四指应应指向电电流 的方向即正电电荷运动动的方向或负电负电 荷运动动的反方 向 0 Bqv 0 (2)方向特点:FB,Fv,即F垂直于_决 定的平面(注意B和v可以有任意夹角) 安培力是洛伦兹力的宏观表现,但各自的表现形 式不同,洛伦兹力
2、对运动电荷永远_做功,而 安培力对通电导线可做_功,可做_功,也可 _做功 二、带电粒子在匀强磁场中的运动 在带电粒子只受洛伦兹力作用的条件下(电子、质 子、粒子等微观粒子的重力通常忽略不计),中 学物理只研究带电粒子在匀强磁场中的两种典型 的运动 B、v 不 正负负 不 1若vB,带电粒子不受洛伦兹力,在匀强磁 场中做_运动 2若vB,带电粒子仅受洛伦兹力作用,在垂 直于磁感线的平面内以入射速度v做_ 运动 匀速直线线 匀速圆圆周 T、f和的特点: T、f和的大小与轨轨道半径R和运行速率v_, 只与磁场场的_和粒子的_ 有关 三、洛伦兹伦兹 力的应应用实实例 1电视显电视显 像管 电视显电视
3、显 像管是应应用电电子束_ (选选填“电电偏转转 ”或“磁偏转转”)的原理来工作的,使电电子束偏转转 的_ (选选填“电场电场 ”或“磁场场”)是由两对对偏转转 线线圈产产生的显显像管工作时时,由_发发射电电子束 ,利用磁场场来使电电子束偏转转,实现电视实现电视 技术术中的 _,使整个荧荧光屏都在发发光 无关 磁感应应强度B比荷q/m 磁偏转转 磁场场 阴极 扫扫描 2质谱仪质谱仪 (1)构造:如图图822所示,由粒子源、 _、_和照相底片等构成加速电场电场偏转转磁场场 图图822 3回旋加速器 (1)构造:如图图823所示,D1、D2是半圆圆金属 盒,D形盒的缝缝隙处处接_电电源D形盒处处于
4、匀 强磁场场中 交流 图图823 相等 磁感应应强度B半径R 课堂互动讲练 一、洛伦兹伦兹 力的理解 1洛伦兹伦兹 力和安培力的关系 洛伦兹伦兹 力是单单个运动电动电 荷在磁场场中受到的 力,而安培力是导导体中所有定向移动动的自由 电电荷受到的洛伦兹伦兹 力的宏观观表现现 2洛伦兹伦兹 力方向的特点 (1)洛伦兹伦兹 力的方向与电电荷运动动的方向和磁场场方向 都垂直,即洛伦兹伦兹 力的方向总总是垂直于运动电动电 荷 速度方向和磁场场方向确定的平面 (2)当电电荷运动动方向发发生变变化时时,洛伦兹伦兹 力的方向 也随之变变化 (3)用左手定则则判定负电负电 荷在磁场场中运动动所受的洛 伦兹伦兹
5、力时时,要注意将四指指向电电荷运动动的反方向 3洛伦兹伦兹 力与电场电场 力的比较较 名师师点睛:(1)洛伦兹伦兹 力方向与速度方向一定垂 直,而电场电场 力的方向与速度方向无必然联联系 (2)安培力是洛伦兹伦兹 力的宏观观表现现,但各自的表 现现形式不同,洛伦兹伦兹 力对对运动电动电 荷永远远不做功 ,而安培力对对通电导线电导线 可做正功,可做负负功, 也可不做功 即时应时应 用 (即时时突破,小试试牛刀) 1(2009年高考广东东理科基础础卷)带电带电 粒子垂直匀 强磁场场方向运动时动时 ,会受到洛伦兹伦兹 力的作用,下 列表述正确的是( ) A洛伦兹伦兹 力对带电对带电 粒子做功 B洛伦
6、兹伦兹 力不改变带电变带电 粒子的动动能 C洛伦兹伦兹 力的大小与速度无关 D洛伦兹伦兹 力不改变带电变带电 粒子的速度方向 解析:选选B.根据洛伦兹伦兹 力的特点, 洛伦兹伦兹 力对对 带电带电 粒子不做功,A错错,B对对根据FqvB,可 知洛伦兹伦兹 力大小与速度有关. 洛伦兹伦兹 力的效果就 是改变变物体的运动动方向,不改变变速度的大小 二、带电带电 粒子在匀强磁场场中的运动问题动问题 1圆圆心的确定 (1)基本思路:与速度方向垂直的直线线和图图中弦的 中垂线线一定过圆过圆 心 (2)两种情形 已知入射方向和出射方向时时,可通过过入射点和 出射点分别别作垂直于入射方向和出射方向的直线线
7、,两条直线线的交点就是圆圆弧轨轨道的圆圆心(如图图8 24甲所示,图图中P为为入射点,M为为出射点) 已知入射点和出射点的位置时时,可以通过过入射 点作入射方向的垂线线,连连接入射点和出射点,作 其中垂线线,这这两条垂线线的交点就是圆圆弧轨轨道的圆圆 心(如图图824乙,P为为入射点,M为为出射点) 图图824 带电带电 粒子在不同边边界磁场场中的运动动 a直线边线边 界(进进出磁场场具有对对称性,如图图82 5) 图图825 b平行边边界(存在临临界条件,如图图826) 图图826 c圆圆形边边界(沿径向射入必沿径向射出,如图图8 27) 图图827 名师师点睛:带电带电 粒子在匀强磁场场中
8、做匀速圆圆周运 动动的程序解题题法三步法 (1)画轨轨迹:即确定圆圆心,几何方法求半径并画出 轨轨迹 (2)找联联系:轨轨道半径与磁感应应强度、运动动速度相 联联系,偏转转角度与圆圆心角、运动时间动时间 相联联系,在 磁场场中运动动的时间时间 与周期相联联系 (3)用规规律:即牛顿顿第二定律和圆圆周运动动的规规律, 特别别是周期公式、半径公式 即时应时应 用 (即时时突破,小试试牛刀) 2(2011年广东东广州一模)速率相同的电电子垂直磁 场场方向进进入四个不同的磁场场,其轨轨迹如图图82 8所示,则则磁场场最强的是( ) 图图828 三、带电带电 粒子在匀强磁场场中运动动的多解问题问题 要充
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