第05節(jié)研究洛倫茲力 (3)

1、洛倫茲力邊界問題茂名市電白高級中學(xué)主講：隋國鳳預(yù)習(xí)新課探索體驗?zāi)芰μ嵘齼?nèi)容索引學(xué)導(dǎo)反思課后作業(yè)預(yù)習(xí)新課1、 畫出正電荷和負(fù)電荷運(yùn)動的軌跡（注明哪個為正，半徑都設(shè)為r）Vo1o2V正電荷負(fù)電荷VVo1o2正電荷負(fù)電荷特征：從邊界射入，又從這一邊界射出，射入、射出方向和邊界的夾角一定相等。2、分別畫出半徑為 、d 、2d的負(fù)電荷的運(yùn)動軌跡特征：臨界軌跡圓：從一個邊界射入，軌跡圓與另一個邊界相切。運(yùn)動速度臨界軌跡圓的速度，即從另一個邊界射出運(yùn)動速度臨界軌跡圓的速度，即從射入邊界射出abcd3、正方形邊長為L，分別畫出半徑為 、L、2L、3L正電荷垂直邊界從中點(diǎn)入射的運(yùn)動軌跡abcdabcd3、正方形

2、邊長為L，分別畫出半徑為 、L、2L、3L正電荷垂直邊界從中點(diǎn)入射的運(yùn)動軌跡特征：入射速度方向確定，大小不確定時，所有軌跡圓的圓心都在垂直入射速度的射線上4、分別畫出偏轉(zhuǎn)角為600和1200的負(fù)電荷運(yùn)動軌跡60特征：沿徑向射入必沿徑向射出探索體驗1、單邊界訓(xùn)練1：如圖所示，直線MN上方有垂直紙面向外的足夠大的有界勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，正、負(fù)電子同時從O點(diǎn)以與MN成300角的相同速度v射入該磁場區(qū)域(電子質(zhì)量為m，電量為e)，經(jīng)一段時間后從邊界MN射出。求： (1)它們從磁場中射出時，出射點(diǎn)間的距離；(2)它們從磁場中射出的時間差。解：(1)由 得R=射出點(diǎn)距離 所以(2)由 得 負(fù)電子

3、在磁場中運(yùn)動時間 正電子在磁場中運(yùn)動時間所以兩個電子射出的時間差 2、雙邊界訓(xùn)練2：如圖所示，已知兩板的長度和兩板間距離都是 ，板間有垂直于紙面向內(nèi)的磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，一電荷量為+q的粒子從兩板中點(diǎn)且平行于兩板的方向射入，求粒子能從板間射出的速度的條件？（不計重力影響）MNPQMNPQMNPQ解：由幾何關(guān)系得：從M點(diǎn)射出的軌跡半徑為 ，從N點(diǎn)射出的軌跡半徑為r2則：得：由 得： 當(dāng) 時，當(dāng) 時，粒子能從板間射出的速度的條件3、 矩形邊界訓(xùn)練3：空間存在方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，圖中的正方形為其邊界一細(xì)束由兩種粒子組成的粒子流沿垂直于磁場的方向從O點(diǎn)入射這兩種粒子帶同種電荷，它們的電荷量

4、、質(zhì)量均不同，但其比荷相同，且都包含不同速率的粒子不計重力下列說法正確的是()A入射速度不同的粒子在磁場中的運(yùn)動時間一定不同B入射速度相同的粒子在磁場中的運(yùn)動軌跡一定相同C在磁場中運(yùn)動時間相同的粒子，其運(yùn)動軌跡一定相同D在磁場中運(yùn)動時間越長的粒子，其軌跡所對的圓心角一定越大BD4、 圓形邊界訓(xùn)練4：如圖所示，分布在半徑為r的圓形區(qū)域內(nèi)的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直紙面向里電荷量為q、質(zhì)量為m的帶正電粒子從磁場邊緣a點(diǎn)處沿圓的半徑aO方向射入磁場，離開磁場時速度方向偏轉(zhuǎn)了60角，試求：（1）粒子做圓周運(yùn)動的半徑R；（2）粒子的入射速度；（1）如圖所示，根據(jù)幾何知識得aOO=60 則軌道半徑

5、R=rtan60= （2）粒子在磁場中運(yùn)動時洛倫茲力提供向心力：得：能力提升1、畫出負(fù)電荷恰好不從OC邊射出的軌跡，此時的圓心角為 602、如圖所示，一足夠長的矩形區(qū)域abcd內(nèi)充滿方向垂直紙面向里的、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，在ad邊中點(diǎn)O，方向垂直磁場向里射入一速度方向跟ad邊夾角 = 30、大小為v0的帶正電粒子，已知粒子質(zhì)量為m，電量為q，ad邊長為L，ab邊足夠長，粒子重力不計，求：（1）粒子能從ab邊上射出磁場的v0大小范圍.（2）如果帶電粒子不受上述v0大小范圍的限制，求粒子在磁場中運(yùn)動的最長時間.cdabOv0r2r1dcabqOBv0解析：（1）若粒子速度為v0， 則 設(shè)圓心在O1處對應(yīng)圓弧與cd邊相切，相應(yīng)速度為v01，則 得：相應(yīng)的速度設(shè)圓心在O2處對應(yīng)圓弧與ab邊相切，相應(yīng)速度為v02，則 得： ，相應(yīng)的速度所以粒子能從ab邊上射出磁場的v0應(yīng)滿足（2）由 得：則：可知，粒子在磁場中經(jīng)過的弧所對的圓心角越長，在磁場中運(yùn)動的時間也越長。由圖可知，在磁場中運(yùn)動的半徑rr2時，運(yùn)動時間最長，弧所