洛倫茲力的習(xí)題課

1、實(shí)驗(yàn)一、把螺線管的接線柱與G表的“G2”和“”接線柱連接起來組成一個(gè)回路：實(shí)驗(yàn)前先用試觸法確定電流的方向與G表指針偏轉(zhuǎn)方向之間的關(guān)系；1、將條形磁鐵N極從螺線管口水平地插入到管底，先用愣次定律分析指針偏轉(zhuǎn)方向，再用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。2、將條形磁鐵S極從螺線管底水平地拔出到管口，先用愣次定律分析指針偏轉(zhuǎn)方向，再用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)二、如圖，螺線管和G表組成一個(gè)回路(用“G1”和“”接線柱就可以)，電源、滑動(dòng)變阻器及小螺線管又組成另一個(gè)回路?；瑒?dòng)變阻器緩慢滑動(dòng)1、把滑片從右向左滑動(dòng)，先用愣次定律分析指針偏轉(zhuǎn)方向，再用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證電流方向。2、把滑片從左向右滑動(dòng)(注意不要滑動(dòng)到使電路過流)，先用愣次定律分析

2、指針偏轉(zhuǎn)方向，再用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證電流方向。磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用復(fù)習(xí)目標(biāo)1、理解洛侖茲力的概念；2、掌握洛侖茲力的計(jì)算及方向的判斷；3、掌握帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的有關(guān)問題求解，會(huì)確定軌跡的圓心、半徑及時(shí)間?；局R(shí)回顧：1、磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用洛侖茲力（1）洛侖茲力的大?。篎=BqVsin，為B與V的夾角當(dāng)VB時(shí)，F(xiàn)=0當(dāng)VB時(shí)，F(xiàn)=BqV（2）洛侖茲力的方向左手定則（3）洛侖茲力與安培力的關(guān)系洛侖茲力是單個(gè)運(yùn)動(dòng)電荷受到的磁場(chǎng)力，而安培力是導(dǎo)體中所有定向移動(dòng)的自由電荷受到的洛侖茲力的宏觀表現(xiàn)。洛侖茲力總不做功，但安培力卻可以做功。（1）若VB，F(xiàn)=0，粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng)（2）若VB，粒子

3、以V速度做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。向心力：F=BqV=mV2R軌道半徑：R=mvBq=PBq周期：T=2RV=2mBq頻率：f=1/T=Bq2m角速度：=2T=Bqm3、在研究帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí)，著重把握“一找圓心，二找半徑，三找周期或時(shí)間”這個(gè)規(guī)律。練習(xí)1：電子以速度V，垂直進(jìn)入磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，則（ ）A、磁場(chǎng)對(duì)電子的作用力始終不變B、磁場(chǎng)對(duì)電子的作用力始終不做功C、電子的速度始終不變D、電子的動(dòng)能始終不變 B、D練習(xí)2：兩個(gè)粒子，帶電量相同，在同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中只受磁場(chǎng)力而作勻速圓周運(yùn)動(dòng)（ ）A、若速度相等，則半徑必相等B、若質(zhì)量相等，則周期必相等C、若速度大小相等，則半

4、徑末必相等D、若動(dòng)能相等，則周期必相等B、C 練習(xí)3：如圖所示，ab是一彎管，其中心線是半徑為R的一段圓弧，將它置于一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于圓弧所在平面，并且指向紙外，有一束粒子對(duì)準(zhǔn)a端射入彎管，粒子有不同的質(zhì)量、不同的速度，但都是一價(jià)正離子，則（ ）ab A只有速度大小一定的粒子沿中心線通過彎管B只有質(zhì)量大小一定的粒子沿中心線通過彎管C只有mV大小一定的粒子沿中心線通過彎管D只有能量大小一定的粒子沿中心線通過彎管C 練習(xí)4：一個(gè)帶電粒子，沿垂直于磁場(chǎng)的方向射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，粒子的一段徑跡如圖所示，徑跡上每一小段都可近似看成圓弧，由于帶電粒子使沿途的空氣電離，粒子的動(dòng)能逐漸減小（設(shè)帶電量不變）

5、，從圖中情況可以確定（ ）abA、粒子a從b到帶正電B、粒子從b到a帶正電C、粒子從a到b帶負(fù)電D、粒子從b到a帶負(fù)電B 練習(xí)5：在M、N兩條長(zhǎng)直導(dǎo)線所在的平面內(nèi)，一帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖，如圖所示，已知兩條導(dǎo)線M、N只有一條導(dǎo)線中通有恒定電流，另一條導(dǎo)線中無電流，關(guān)于電流方向和粒子帶電情況及運(yùn)動(dòng)的方向，可能是（ ）A、M中通有自上而下的恒定電流，帶負(fù)電的粒子從a點(diǎn)向b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)B、M中通有自上而下的恒定電流，帶正電的粒子從b點(diǎn)向a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)MNacbC、N中通有自下而上的恒定電流，帶正電的粒子從b 點(diǎn)向a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)D、N中通有自下而上的恒定電流，帶負(fù)電的粒子從a點(diǎn)向b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)A、B 練習(xí)6：如圖所示，方

6、向垂直紙面向里的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其邊界MNPQ，速度不同的同種帶電粒子從M點(diǎn)沿MN方向同時(shí)射入磁場(chǎng)，其中穿過a點(diǎn)的粒子速度為V1與PQ垂直，穿過b點(diǎn)的粒子速度V2與PQ成=60角，設(shè)兩粒子從M至a、b所需時(shí)間分別為t1和t2，不計(jì)粒子重力，則t1: t2等于（ ）MNPQBabA、1:1D、3:2C、4:3B、1:3MNPQBab粒子從M運(yùn)動(dòng)到a點(diǎn)，相當(dāng)于運(yùn)動(dòng)了四分之一圓周；粒子從M運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)，相當(dāng)于運(yùn)動(dòng)了六分之一圓周，所以有t1=T4t2=60360T=T6t1t2=32由 可得 練習(xí)6：如圖所示，方向垂直紙面向里的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其邊界MNPQ，速度不同的同種帶電粒子從M點(diǎn)沿MN方向同時(shí)射入磁

7、場(chǎng)，其中穿過a點(diǎn)的粒子速度為V1與PQ垂直，穿過b點(diǎn)的粒子速度V2與PQ成=60角，設(shè)兩粒子從M至a、b所需時(shí)間分別為t1和t2，不計(jì)粒子重力，則t1: t2等于（ ）MNPQBabA、1:1D、3:2C、4:3B、1:3D例7：如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，寬度為d，邊界為CD和EF。一電子從CD邊界外側(cè)以速率V0垂直射入勻強(qiáng)磁場(chǎng),入射方向與CD邊界間夾角為。已知電子的質(zhì)量為m，電量為e，為使電子能從磁場(chǎng)的另一側(cè)EF射出，求電子的速率V0至少多大？CDEFmeVdV0oCDEF分析：當(dāng)入射速率很小時(shí)，電子在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)一段圓弧后又從一側(cè)射出，速率越大，軌道半徑越大，當(dāng)軌道與邊界相切時(shí)，電

8、子恰好不能從射出，如圖所示。電子恰好射出時(shí)，由幾何知識(shí)可得：r+rcos=dr=mv0Be又解得V0=Bed（1+cos ）m 例8:如圖所示,圓形區(qū)域內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感強(qiáng)度為B,現(xiàn)有一電量為q，質(zhì)量為m的正離子從a點(diǎn)沿圓形區(qū)域的直徑射入，設(shè)正離子射出磁場(chǎng)區(qū)域的方向與入射方向的夾角為60,求此正離子在磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)飛行的時(shí)間及射出磁場(chǎng)時(shí)的位置。Ba如圖整個(gè)空間都充滿了方向垂直于紙面向里的磁場(chǎng)，正離子在紙面上做圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)正離子運(yùn)動(dòng)一周的時(shí)間為T，則正離子沿ac由a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)所需的時(shí)間為：t= T= T6036016T=2mBqt=m3Bq將代入得aobc6060ao和oc都是圓弧的半徑，故aoc是等腰三角形，根據(jù)上面所得aoc=