理)3-5洛倫茲力的應(yīng)用

1、帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)情況研究帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)情況研究 1、找圓心：方法、找圓心：方法 2、找半徑：、找半徑： 3、確定運(yùn)動(dòng)時(shí)間、確定運(yùn)動(dòng)時(shí)間： Tt 2 qB m T 2 注意：注意：用弧度表示 幾何法求半徑 向心力公式求半徑 利用vR 利用弦的中垂線 3-5 洛倫茲力的應(yīng)用洛倫茲力的應(yīng)用 一一.利用磁場(chǎng)控制帶電粒子的運(yùn)動(dòng)利用磁場(chǎng)控制帶電粒子的運(yùn)動(dòng) 例例1.1.電視機(jī)的顯像管中，電子束的偏轉(zhuǎn)是用磁偏轉(zhuǎn)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(guò)加速電場(chǎng)后，以速度技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。電子束經(jīng)過(guò)加速電場(chǎng)后，以速度v v進(jìn)入進(jìn)入 一圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)，如圖所示。磁場(chǎng)方向垂直于圓一圓形勻強(qiáng)

2、磁場(chǎng)區(qū)，如圖所示。磁場(chǎng)方向垂直于圓 面。磁場(chǎng)區(qū)的中心為面。磁場(chǎng)區(qū)的中心為O O，半徑為，半徑為r r。當(dāng)不加磁場(chǎng)時(shí)，。當(dāng)不加磁場(chǎng)時(shí)， 電子束將通過(guò)電子束將通過(guò)O O點(diǎn)而打到屏幕的中心點(diǎn)而打到屏幕的中心M M點(diǎn)。為了讓電點(diǎn)。為了讓電 子束射到屏幕邊緣子束射到屏幕邊緣P.需要加磁場(chǎng)，使電子束偏轉(zhuǎn)一需要加磁場(chǎng)，使電子束偏轉(zhuǎn)一 已知角度已知角度，此時(shí)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，此時(shí)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B B應(yīng)為多少？應(yīng)為多少？ R v mevB 2 分析：分析： mv qBr R r 2 tan qr mv B 2 tan 對(duì)于一定的帶電粒子（對(duì)于一定的帶電粒子（m m、q q一定），可一定），可 以通過(guò)調(diào)節(jié)以通過(guò)

3、調(diào)節(jié)B B和和V V的大小來(lái)控制粒子的偏的大小來(lái)控制粒子的偏 轉(zhuǎn)角度轉(zhuǎn)角度 顯像管是它的核心部件。這是一個(gè)顯像管是它的核心部件。這是一個(gè) 真空電子管，它前端是熒光屏，后真空電子管，它前端是熒光屏，后 端有電子槍。熒光屏上有數(shù)百萬(wàn)個(gè)端有電子槍。熒光屏上有數(shù)百萬(wàn)個(gè) 熒光塊，每一塊中含有紅、綠、藍(lán)熒光塊，每一塊中含有紅、綠、藍(lán) 三種顏色的熒光粉。當(dāng)電子槍發(fā)射三種顏色的熒光粉。當(dāng)電子槍發(fā)射 的高速電子束擊中一個(gè)熒光塊時(shí)，的高速電子束擊中一個(gè)熒光塊時(shí)， 其中的熒光粉就受激發(fā)光。紅、綠、其中的熒光粉就受激發(fā)光。紅、綠、 藍(lán)是色光中的三基色，把它們按一藍(lán)是色光中的三基色，把它們按一 定比例混合，就能獲得各種

4、色光。定比例混合，就能獲得各種色光。 彩色電視機(jī)利用這一原理，讓各個(gè)彩色電視機(jī)利用這一原理，讓各個(gè) 熒光塊按圖像信號(hào)的要求分別顯示熒光塊按圖像信號(hào)的要求分別顯示 出不同顏色、不同強(qiáng)度的光，我們出不同顏色、不同強(qiáng)度的光，我們 就看到了豐富多彩的顏色。就看到了豐富多彩的顏色。 電視機(jī)原理電視機(jī)原理 例例: :一個(gè)質(zhì)量為一個(gè)質(zhì)量為m m、電荷量為、電荷量為q q的粒子，從容器下的粒子，從容器下 方的小孔方的小孔S S1 1飄入電勢(shì)差為飄入電勢(shì)差為的加速電場(chǎng)，然后經(jīng)的加速電場(chǎng)，然后經(jīng) 過(guò)過(guò)S S3 3沿著與磁場(chǎng)垂直的方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為沿著與磁場(chǎng)垂直的方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，最后打到照相底

5、片上，求：的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，最后打到照相底片上，求： （）求粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速率（）求粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速率 （）求粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑（）求粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑 二、質(zhì)譜儀二、質(zhì)譜儀 偏轉(zhuǎn)： 質(zhì)譜儀最初是由湯姆生的學(xué)生阿斯頓設(shè)計(jì)的，他質(zhì)譜儀最初是由湯姆生的學(xué)生阿斯頓設(shè)計(jì)的，他 用質(zhì)譜儀發(fā)現(xiàn)了氖用質(zhì)譜儀發(fā)現(xiàn)了氖2020和氖和氖2222，證實(shí)了同位素的存在。，證實(shí)了同位素的存在。 現(xiàn)在質(zhì)譜儀已經(jīng)是一種十分精密的儀器，是測(cè)量帶電現(xiàn)在質(zhì)譜儀已經(jīng)是一種十分精密的儀器，是測(cè)量帶電 粒子的粒子的質(zhì)量質(zhì)量和和分析同位素分析同位素的重要工具。的重要工具。 加速：加速：qU=mvqU=mv2 2/2/2

6、m qU v 2 又又R=mv/qBR=mv/qB q mU B R 21 可見(jiàn)，此儀器可以用來(lái)測(cè)定帶電粒子的荷質(zhì)比可見(jiàn)，此儀器可以用來(lái)測(cè)定帶電粒子的荷質(zhì)比, ,也也 可以在已知電量的情況下測(cè)定粒子質(zhì)量，這樣的儀器可以在已知電量的情況下測(cè)定粒子質(zhì)量，這樣的儀器 叫質(zhì)譜儀。叫質(zhì)譜儀。 2 2直線加速器，多級(jí)加速直線加速器，多級(jí)加速 如圖所示是多級(jí)加速裝置的原理圖：如圖所示是多級(jí)加速裝置的原理圖： 三、加速器三、加速器 )( 321nk UUUUqE 3 3直線加速器占有的空間范圍大，在有限的空直線加速器占有的空間范圍大，在有限的空 間范圍內(nèi)制造直線加速器受到一定的限制間范圍內(nèi)制造直線加速器受到一

7、定的限制 1966年建成的美國(guó)年建成的美國(guó)斯坦福斯坦福電子直線加速器管長(zhǎng)電子直線加速器管長(zhǎng) 3050米米，電子能量高達(dá)，電子能量高達(dá)22吉電子伏，脈沖電子吉電子伏，脈沖電子 流強(qiáng)約流強(qiáng)約80毫安，平均流強(qiáng)為毫安，平均流強(qiáng)為48微安。微安。 加速類型及原理演示加速類型及原理演示 直線加速直線加速 PLAY 回旋加速回旋加速 PLAY U UU U UU 1932年，美國(guó)物理學(xué)家勞侖斯發(fā)明了年，美國(guó)物理學(xué)家勞侖斯發(fā)明了 從而使人類在獲得具有較高能量的粒子方面邁進(jìn)了從而使人類在獲得具有較高能量的粒子方面邁進(jìn)了 一大步為此，勞侖斯榮獲了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)一大步為此，勞侖斯榮獲了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng) 回旋加速器：

8、回旋加速器：獲得高能粒子獲得高能粒子 (2)原理：粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中每轉(zhuǎn)半周即能在電場(chǎng)原理：粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中每轉(zhuǎn)半周即能在電場(chǎng) 中加速一次，從而使粒子獲得高速。中加速一次，從而使粒子獲得高速。 (1)結(jié)構(gòu)：兩型金屬扁盒，中間留一窄縫，中間結(jié)構(gòu)：兩型金屬扁盒，中間留一窄縫，中間 放粒子源，置于巨大電磁鐵兩極間，兩盒接高頻放粒子源，置于巨大電磁鐵兩極間，兩盒接高頻 電源。電源。 1932年美國(guó)物理學(xué)家勞倫斯發(fā)明，獲年美國(guó)物理學(xué)家勞倫斯發(fā)明，獲1939年諾貝爾物理年諾貝爾物理 學(xué)獎(jiǎng)。學(xué)獎(jiǎng)。 (3)電場(chǎng)電場(chǎng)加速加速 每一次加速動(dòng)能增量相同每一次加速動(dòng)能增量相同: U q = Ek (4)磁場(chǎng)磁場(chǎng)約束偏轉(zhuǎn)

9、約束偏轉(zhuǎn) qB mv R R v (5)加速條件：高頻電源的周期與帶電粒子的周期加速條件：高頻電源的周期與帶電粒子的周期 相同，相同， T電場(chǎng) 電場(chǎng) = T回旋回旋 = 2m q B v增大，增大，r增大，但增大，但T始終不變。始終不變。 (6)若加速器半徑為若加速器半徑為R，則粒子加速后的最大能量：，則粒子加速后的最大能量： E k =q2B2R2/2m 四、磁流體發(fā)電機(jī)四、磁流體發(fā)電機(jī) 原理是：等離子氣體噴入磁場(chǎng)，原理是：等離子氣體噴入磁場(chǎng)， 正、負(fù)離子在洛侖茲力作用下正、負(fù)離子在洛侖茲力作用下 發(fā)生偏轉(zhuǎn)而聚集到發(fā)生偏轉(zhuǎn)而聚集到A、B板上，板上， 產(chǎn)產(chǎn)生電勢(shì)差生電勢(shì)差. 設(shè)設(shè)A A、B B

10、平行金屬板的面積為平行金屬板的面積為S S，相距，相距L L，等離子體，等離子體 的電阻率為的電阻率為，噴入氣體速度為，噴入氣體速度為v，板間磁場(chǎng)的磁，板間磁場(chǎng)的磁 感強(qiáng)度為感強(qiáng)度為B B，板外電阻為，板外電阻為R R，當(dāng)?shù)入x子氣體勻速通，當(dāng)?shù)入x子氣體勻速通 過(guò)過(guò)A A、B B板間時(shí)，板間時(shí)，A A、B B板上聚焦的電荷最多，板間板上聚焦的電荷最多，板間 電勢(shì)差最大，即為電源電動(dòng)勢(shì)，此時(shí)通過(guò)電勢(shì)差最大，即為電源電動(dòng)勢(shì)，此時(shí)通過(guò)R R的電流的電流 是多大？是多大？ E 場(chǎng) 場(chǎng)q=BqV， ，E場(chǎng) 場(chǎng)=BV 電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)E= E場(chǎng) 場(chǎng)L=BLV L S 電源內(nèi)電阻電源內(nèi)電阻r= R中電流中電流I=

11、 E Rr = BLV R L S BLVS RS L = 五、五、 霍耳（霍耳（E.C.Hall)效應(yīng)效應(yīng) 在一個(gè)通有電流的導(dǎo)體板上，垂直于板在一個(gè)通有電流的導(dǎo)體板上，垂直于板 面施加一磁場(chǎng)，則平行磁場(chǎng)的兩面出現(xiàn)一個(gè)面施加一磁場(chǎng)，則平行磁場(chǎng)的兩面出現(xiàn)一個(gè) 電勢(shì)差，這一現(xiàn)象是電勢(shì)差，這一現(xiàn)象是18791879年美國(guó)物理學(xué)家霍年美國(guó)物理學(xué)家霍 耳發(fā)現(xiàn)的，稱為霍耳效應(yīng)。該電勢(shì)差稱為耳發(fā)現(xiàn)的，稱為霍耳效應(yīng)。該電勢(shì)差稱為霍霍 耳電勢(shì)差耳電勢(shì)差 。 霍耳霍耳 H U d b 1 V 2 V m F v e F H E B I H U d b 1 V 2 V m F v e F H E B I MN B

12、O 2R R2RM N O 2R R 2R M N O 2R 2R2RM N O R 2R2R M N O D. A. B. C. 2R R 2R M N O S v v B P S v S QPQQ 量變積累到一定程度發(fā)生質(zhì)變，出現(xiàn)臨界狀態(tài)量變積累到一定程度發(fā)生質(zhì)變，出現(xiàn)臨界狀態(tài) P CE F D v B O )cos1 ( rd r v mqvB 2 )cos1 ( d m eB m eBr v eB m eB m t )(2 2 o v B d ab c v B 量變積累到一定程度發(fā)生質(zhì)變，出現(xiàn)臨界狀態(tài)（軌跡與邊界相切）量變積累到一定程度發(fā)生質(zhì)變，出現(xiàn)臨界狀態(tài)（軌跡與邊界相切） O r

13、v mqvB 2 qB mv r qB mvr R 2 3 2 60sin2 v 60 v a b x y O 30 A B 例例6 6、如圖，一勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為、如圖，一勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B B，方向向里，其，方向向里，其 邊界是半徑為邊界是半徑為R R的圓。的圓。ABAB為圓的一直徑。在為圓的一直徑。在A A點(diǎn)有一粒子源點(diǎn)有一粒子源 向圓平面內(nèi)的各個(gè)方向發(fā)射質(zhì)量向圓平面內(nèi)的各個(gè)方向發(fā)射質(zhì)量m m、電量、電量q q的粒子，粒子的粒子，粒子 重力不計(jì)。（結(jié)果保留重力不計(jì)。（結(jié)果保留2 2位有效數(shù)字）位有效數(shù)字） （1 1）如果磁場(chǎng)的邊界是彈性邊界，粒子沿半徑方向射）如果磁場(chǎng)的邊界是彈性邊

14、界，粒子沿半徑方向射 入磁場(chǎng)，粒子的速度大小滿足什么條件，可使粒子在磁場(chǎng)入磁場(chǎng)，粒子的速度大小滿足什么條件，可使粒子在磁場(chǎng) 中繞行一周回到出發(fā)點(diǎn)中繞行一周回到出發(fā)點(diǎn), ,并求離子運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。并求離子運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。 （2 2）如果）如果R=3cmR=3cm、B=0.2T,B=0.2T,在在A A點(diǎn)的粒子源向圓平面內(nèi)的點(diǎn)的粒子源向圓平面內(nèi)的 各個(gè)方向發(fā)射速度均為各個(gè)方向發(fā)射速度均為10106 6m/sm/s，比荷為，比荷為10108 8c/kgc/kg的粒子的粒子. .試試 畫(huà)出在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng)的粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡并求此粒子畫(huà)出在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng)的粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡并求此粒子 的運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。的運(yùn)動(dòng)的時(shí)

15、間。 (3)(3)在（在（2 2）中，如果粒子的初速度大）中，如果粒子的初速度大 小均為小均為3 310105 5米米/ /秒秒, ,求磁場(chǎng)中有粒子到求磁場(chǎng)中有粒子到 達(dá)的面積達(dá)的面積. . R r 解（解（1 1）速度）速度v v與軌跡半徑與軌跡半徑r r垂直，所以垂直，所以 出射速度與出射速度與R R同一直線。同一直線。 設(shè)粒子經(jīng)過(guò)了設(shè)粒子經(jīng)過(guò)了n n個(gè)圓弧軌跡回到了個(gè)圓弧軌跡回到了A A點(diǎn)，所以在右點(diǎn)，所以在右 圖中圖中=/n r=Rtan=/n r=Rtan n=3、4 nm qBR v tan （2 2）軌跡的半徑）軌跡的半徑r=mv/qB=5cmr=mv/qB=5cm 要粒子的運(yùn)動(dòng)

16、時(shí)間最長(zhǎng)，軌跡如圖要粒子的運(yùn)動(dòng)時(shí)間最長(zhǎng)，軌跡如圖 =74=740 0時(shí)間時(shí)間t=74T/360=6.4t=74T/360=6.41010-8 -8s s 24 100 . 9mS （3）粒子的軌跡半徑）粒子的軌跡半徑 r= mv/qB=1.5cm 有粒子到達(dá)的區(qū)域?yàn)槿缬辛Ｗ拥竭_(dá)的區(qū)域?yàn)槿?圖陰影部分圖陰影部分 R eB mn eB mnn t ）（）（22 2 2 T 2 r A B o O3 r r O4 r r O2 r r O1 r r O S 運(yùn)動(dòng)軌跡賞析運(yùn)動(dòng)軌跡賞析 O1 O2 O3 Ld a a O x y v v P 0 75 0 30 甲甲 乙乙 t B -B0 B0 0 T

17、2T a aO x P v 0 75 0 30 O1 a aO x P v 0 75 0 30 O1 O3 O2 oA B v0 o1 r r P Q a a B v0 v0 v0 30 L x y O P v 30 L x y O P v Q O A r v mqvB 2 qL mv B 3 又由幾何關(guān)系知磁場(chǎng)區(qū)域的半徑為又由幾何關(guān)系知磁場(chǎng)區(qū)域的半徑為 LR 3 3 例例1如圖所示，套在很長(zhǎng)的絕緣直棒上的如圖所示，套在很長(zhǎng)的絕緣直棒上的 小球，其質(zhì)量為小球，其質(zhì)量為m，帶電量為，帶電量為q，小球可，小球可 在棒上滑動(dòng)，將此棒豎直放在互相垂直，且在棒上滑動(dòng)，將此棒豎直放在互相垂直，且 沿水平方

18、向的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，電場(chǎng)沿水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，電場(chǎng) 強(qiáng)度為強(qiáng)度為E，磁感應(yīng)強(qiáng)度為，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，小球與棒的動(dòng)，小球與棒的動(dòng) 摩擦因數(shù)為摩擦因數(shù)為，求小球由靜止沿棒下落的最，求小球由靜止沿棒下落的最 大加速度和最大速度？（設(shè)小球電量不變）大加速度和最大速度？（設(shè)小球電量不變） E B mg f BqV Eq N E B mg f BqV Eq N E B 由牛頓第二定律得由牛頓第二定律得 豎直方向：豎直方向：mg-f=ma 水平方向：水平方向：N=EqBqV f=Na= mg-（qE qVB） m 當(dāng)當(dāng)V=0時(shí)，時(shí)，a最大 最大= mg- qE m =g- qE m 當(dāng)當(dāng)a=

19、0時(shí)，時(shí)，V最大 最大= mg qB - E B 總結(jié)：總結(jié)： 帶電物體在復(fù)合場(chǎng)中做變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，帶帶電物體在復(fù)合場(chǎng)中做變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，帶 電物體所受的洛侖茲力的大小不斷變化，而電物體所受的洛侖茲力的大小不斷變化，而 洛侖茲力的變化往往引起其他力的變化，從洛侖茲力的變化往往引起其他力的變化，從 而導(dǎo)致加速度不斷變化。而導(dǎo)致加速度不斷變化。 （2）只將電場(chǎng)（或磁場(chǎng)）反向，而強(qiáng)弱不變，）只將電場(chǎng)（或磁場(chǎng)）反向，而強(qiáng)弱不變， 小球的最大加速度和最終速度又將怎樣？小球的最大加速度和最終速度又將怎樣？ 思考：思考： （1）若小球帶電量為）若小球帶電量為-q時(shí)，其下落的最大速時(shí)，其下落的最大速 度和最大

20、加速度又什么？度和最大加速度又什么？ 例例2如圖所示，質(zhì)量為如圖所示，質(zhì)量為0.04g的帶有的帶有 正電荷正電荷q為為10-4C的小球用長(zhǎng)度為的小球用長(zhǎng)度為0.2m的的 絲線懸掛在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度絲線懸掛在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B為為 0.5T，方向指向紙內(nèi)，小球在磁場(chǎng)內(nèi)做，方向指向紙內(nèi)，小球在磁場(chǎng)內(nèi)做 擺動(dòng)，當(dāng)它到達(dá)最高點(diǎn)擺動(dòng)，當(dāng)它到達(dá)最高點(diǎn)A時(shí)，絲線偏離時(shí)，絲線偏離 豎直方向豎直方向30角，試問(wèn)：角，試問(wèn)： （1）小球在）小球在A點(diǎn)時(shí)受到哪幾點(diǎn)時(shí)受到哪幾 個(gè)力的作用？個(gè)力的作用？ A C D 解析：小球在解析：小球在A點(diǎn)時(shí)受到兩點(diǎn)時(shí)受到兩 個(gè)力作用，即重力個(gè)力作用，即重力mg和絲線和

21、絲線 拉力拉力T。 （2）小球向右經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)）小球向右經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)C 時(shí)，絲線受力的大小和方向如時(shí)，絲線受力的大小和方向如 何？何？解：小球從解：小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)，點(diǎn)時(shí)， 受到的力有重力受到的力有重力mg、絲線拉、絲線拉 力力T、洛侖茲力、洛侖茲力f，其合力為向，其合力為向 心力，即心力，即 Tf-mg= mv2 L 代入數(shù)據(jù)得代入數(shù)據(jù)得:T=4.710-4(N) V= 2gL（1-cos) 上式中速度上式中速度V可由機(jī)械能守恒定律解得可由機(jī)械能守恒定律解得 mv2 L T= mg-BqV則則: A C D mg T f （3）小球向左經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)）小球向左經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)C時(shí)，時(shí)， 絲線

22、受力的大小和方向如何？絲線受力的大小和方向如何？ 解解:小球從小球從D點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)點(diǎn)時(shí) 速度與從速度與從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)大點(diǎn)時(shí)大 小相同，此時(shí)，小球受到的小相同，此時(shí)，小球受到的 力有重力力有重力mg、繩子拉力、繩子拉力T， 洛侖茲力洛侖茲力f，其合力為向心力，其合力為向心力， 則則 mv2 L T -f-mg= 代入數(shù)據(jù)得代入數(shù)據(jù)得T=5.410-4（N） mv2 L T = mg BqV即即 A C D mg f T 練習(xí)練習(xí)1：一：一 如圖所示虛線所圍的區(qū)域內(nèi)，如圖所示虛線所圍的區(qū)域內(nèi)， 存在電場(chǎng)強(qiáng)度為存在電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)和磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)電場(chǎng)和磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B

23、的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，已知從左方水平射入的電子，的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，已知從左方水平射入的電子， 穿過(guò)這區(qū)域時(shí)未發(fā)生偏轉(zhuǎn)，設(shè)重力忽略不計(jì)，穿過(guò)這區(qū)域時(shí)未發(fā)生偏轉(zhuǎn)，設(shè)重力忽略不計(jì)， 則在這個(gè)區(qū)域中的則在這個(gè)區(qū)域中的E和和B的方向可能是（的方向可能是（ ） A、E和和B都沿水平方向，都沿水平方向， 并與電子運(yùn)動(dòng)方向相同并與電子運(yùn)動(dòng)方向相同 B、E和和B都沿水平方向，都沿水平方向， 并與電子運(yùn)動(dòng)方向相反并與電子運(yùn)動(dòng)方向相反 e E B C、E豎直向上豎直向上B垂垂 直紙面向外直紙面向外 D、E豎直向上豎直向上B垂垂 直紙面向里直紙面向里 ABC 練習(xí)練習(xí)2：設(shè)空間存在著豎直向下的勻強(qiáng)：設(shè)空間存在著豎直向下的勻強(qiáng) 電場(chǎng)和

24、垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，如圖所電場(chǎng)和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，如圖所 示，已知一離子在電場(chǎng)力和洛侖茲力的作示，已知一離子在電場(chǎng)力和洛侖茲力的作 用下，從靜止開(kāi)始自用下，從靜止開(kāi)始自a點(diǎn)沿曲線點(diǎn)沿曲線acb運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)， 到達(dá)到達(dá)b時(shí)速度恰為零，時(shí)速度恰為零，c點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)軌跡的最點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)軌跡的最 低點(diǎn)，不計(jì)重力，以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是（低點(diǎn)，不計(jì)重力，以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是（ ） A、離子必帶正電荷、離子必帶正電荷 B、a點(diǎn)和點(diǎn)和b點(diǎn)位于同一高度點(diǎn)位于同一高度 C、離子經(jīng)、離子經(jīng)c點(diǎn)時(shí)速度最大點(diǎn)時(shí)速度最大 D、離子到、離子到b點(diǎn)后，將沿原點(diǎn)后，將沿原 路返回路返回a點(diǎn)點(diǎn) - - Eq f 練習(xí)練習(xí)2：設(shè)空間存在著

25、豎直向下的勻：設(shè)空間存在著豎直向下的勻 強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，如圖強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，如圖 所示，已知一離子在電場(chǎng)力和洛侖茲力的所示，已知一離子在電場(chǎng)力和洛侖茲力的 作用下，從靜止開(kāi)始自作用下，從靜止開(kāi)始自a點(diǎn)沿曲線點(diǎn)沿曲線acb運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)， 到達(dá)到達(dá)b時(shí)速度恰為零，時(shí)速度恰為零，c點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)軌跡的最點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)軌跡的最 低點(diǎn)，不計(jì)重力，以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是（低點(diǎn)，不計(jì)重力，以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是（ ） A、離子必帶正電荷、離子必帶正電荷 B、a點(diǎn)和點(diǎn)和b點(diǎn)位于同一高度點(diǎn)位于同一高度 C、離子經(jīng)、離子經(jīng)c點(diǎn)時(shí)速度最大點(diǎn)時(shí)速度最大 D、離子到、離子到b點(diǎn)后，將沿原點(diǎn)后，將沿原 路返回路返回

26、a點(diǎn)點(diǎn) D 練習(xí)練習(xí)3：場(chǎng)強(qiáng)為：場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)和磁感強(qiáng)的勻強(qiáng)電場(chǎng)和磁感強(qiáng) 度為度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)正交，如圖所示，一質(zhì)量的勻強(qiáng)磁場(chǎng)正交，如圖所示，一質(zhì)量 為為m的帶電粒子，在垂直于磁場(chǎng)方向的平面的帶電粒子，在垂直于磁場(chǎng)方向的平面 內(nèi)做半徑為內(nèi)做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)重力加速的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)重力加速 度為度為g，則下列說(shuō)法正確的是（，則下列說(shuō)法正確的是（ ） B、粒子順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)、粒子順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng) D、粒子的機(jī)械能守恒、粒子的機(jī)械能守恒 A、粒子帶負(fù)電，且、粒子帶負(fù)電，且q= mg E C、粒子速度大小為、粒子速度大小為V= BRg E E B E B mg Eq - BqV v 粒子

27、做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，受力分析粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，受力分析 如圖所示：所以粒子必需帶負(fù)電。如圖所示：所以粒子必需帶負(fù)電。 mg=Eq q= mg E 由于粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則有由于粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則有 f=BqV=m V2 R V= BRg E 除重力做功之外，還有電場(chǎng)力做功，除重力做功之外，還有電場(chǎng)力做功， 因此粒子的機(jī)械能不守恒。因此粒子的機(jī)械能不守恒。 練習(xí)練習(xí)3：場(chǎng)強(qiáng)為：場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)和磁感強(qiáng)的勻強(qiáng)電場(chǎng)和磁感強(qiáng) 度為度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)正交，如圖所示，一質(zhì)量的勻強(qiáng)磁場(chǎng)正交，如圖所示，一質(zhì)量 為為m的帶電粒子，在垂直于磁場(chǎng)方向的平面的帶電粒子，在垂直于磁場(chǎng)方向的平面 內(nèi)做半徑為內(nèi)做半徑為

28、R的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)重力加速的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)重力加速 度為度為g，則下列說(shuō)法正確的是（，則下列說(shuō)法正確的是（ ） B、粒子順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)、粒子順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng) D、粒子的機(jī)械能守恒、粒子的機(jī)械能守恒 A、粒子帶負(fù)電，且、粒子帶負(fù)電，且q= mg E C、粒子速度大小為、粒子速度大小為V= BRg E E B ABC 練習(xí)練習(xí)4：有一束正粒子，先后通過(guò)區(qū)：有一束正粒子，先后通過(guò)區(qū) 域域和和，區(qū)域，區(qū)域中有相互垂直的勻強(qiáng)電中有相互垂直的勻強(qiáng)電 場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，如圖所示，如果這束正離場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，如圖所示，如果這束正離 子（不計(jì)重力）通過(guò)區(qū)域子（不計(jì)重力）通過(guò)區(qū)域時(shí)，不發(fā)生偏時(shí)，不發(fā)生偏 轉(zhuǎn)，則說(shuō)明它們的轉(zhuǎn)，則說(shuō)明它們的是相同的，若是相同的，若 進(jìn)入?yún)^(qū)域進(jìn)入?yún)^(qū)域后，這束正離子的軌跡也是相后，這束正離子的軌跡也是相 同，則說(shuō)明它們的同，則說(shuō)明它們的相同。相同。 速度速度 荷質(zhì)比荷質(zhì)比 Eq=qVBV= E B 又又R= mv Bq 荷質(zhì)比相同荷質(zhì)比相同 練習(xí)練習(xí)5：如圖所示，在：如圖所示，在x軸上方有勻強(qiáng)磁軸上方有勻強(qiáng)磁 場(chǎng)，磁感強(qiáng)度為場(chǎng)，磁感強(qiáng)度為B，下方有場(chǎng)強(qiáng)為，下方有場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)的勻強(qiáng) 電場(chǎng)，有一質(zhì)量為電場(chǎng)，有一質(zhì)量為m，帶電量，帶電量q為的粒子，為的粒子， 從坐標(biāo)從坐標(biāo)0沿著沿著y