带电粒子在磁场中做圆周运动.doc

带电粒子在磁场中做圆周运动相关公式：(1) 洛伦兹力充当向心力：(2)轨道半径：(3)周 期： (4)角 速 度：(5)频 率：(6)动 能： 带电粒子在匀强磁场中运动，不考虑其他场力（重力）作用 ，可能会做哪些运动解这类题的方法或规律:1话轨迹2找圆心3定半径注意:当粒子方向正对圆形磁场圆心O点射入磁场时 射出的方向的反向延长线一定经过O因为洛伦兹力为qvB,提供向心力,m(V2)/r或者其他的两个公式m(w2)*r又由于w=2/T 可以计算T=2m/(qB),r=mv/(qB)角AOC 120度,该带电粒子在磁场中运动时间为t=(120/360)*T=2m/(3qB)r=mv/(qB)为什么带电粒子垂直射入匀强磁场中作匀速圆周运动,请给予证明洛伦兹力与速度方向垂直.匀速圆周运动公式有 a=V/R 洛伦兹力大小不变【需要证说下】粒子质量不变 所以a=F/m a也不变 又因为洛伦兹力与速度方向垂直 所以只改变速度方向 不改变速度大小 所以V也不变 所以R是一个定值 也就是说运动有一个半径是不变的 也就是圆周运动。 带电粒子在匀强电场中是否能做圆周运动如果只考虑粒子受到匀强电场的作用力，因是恒力，所以粒子不能做圆周运动。如果考虑重力呢？如果考虑重力，也不能做圆周运动，因为在所有力是恒力时，不可能做圆周运动的，只能做抛体运动或直线运动。在匀强磁场和电厂一起的作用下能做什么运动呢？如果电场是点电荷产生的电场，且电场方向与匀强磁场垂直，则在不考虑粒子重力时，只要粒子速度与磁场垂直，速度也与电场方向垂直，粒子可以做匀速圆周运动（圆心在点电荷处）。如果电场是匀强电场，且考虑粒子重力，电场力与重力平衡（二者的合力为0），那么只要粒子速度与磁场垂直，粒子可以做匀速圆周运动。如果是其他电场，粒子的运动较复杂。带电粒子在复合场内做匀速圆周运动 如右图所示，水平放置的平行金属板 间距为d，两板间电势差为U，水平方向的匀强磁场为B。今有一带电粒子在AB间竖直平面内作半径为R的匀速圆周运动，则带电粒子转动方向为_时针，速率为_。解答：能做匀速圆周运动，又因为磁场力不做功，只能是电场力和重力抵消。从而说明粒子带负电，从而根据左手定责，说明粒子是顺时针旋转的。速度根据mv2/R=BqvEq=mg,E=U/d得到v=BqR/m=BRgd/U高频考点：法拉第电磁感应定律、右手定则动态发布：2011广东理综卷第15题、2010新课标理综第21题、2010全国理综17题、2010山东理综第21题、2011浙江理综第23题命题规律：法拉第电磁感应定律、右手定则是高考考查的重点和热点，考查法拉第电磁感应定律、右手定则可能为选择题，也可能为计算题，计算题常常以压轴题出现，综合性强、难度大、分值高、区分度大。命题分析考查方式一 定性考查法拉第电磁感应定律【命题分析】：法拉第电磁感应定律：感应电动势大小跟穿过这一电路的磁通量变化率成正比。定性考查法拉第电磁感应定律难度不大。例1.(2011广东理综卷第15题)将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，关于线圈中产生的感应电动势和感应电流，下列表述正确的是A.感应电动势的大小与线圈的匝数无关B.穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大C.穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大D.感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同【解析】：由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势的大小与线圈的匝数有关，穿过线圈的磁通量变化率越大，感应电动势越大，穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大，选项C正确AB错误；由楞次定律可知，感应电流产生的磁场方向总是障碍引起感应电流的磁通量变化，可能与原磁场方向相同或相反，选项D错误。【答案】：C【点评】此题综合考查法拉第电磁感应定律和楞次定律及其相关知识。考查方式二 考查法拉第电磁感应定律E= BLv和右手定则【命题分析】：对于导体垂直切割磁感线，E= BLv ， 式中L为有效切割长度，v为导体相对于磁场的速度。对于导体切割磁感线类问题，一般采用右手定则判断感应电动势和感应电流方向。考查E= BLv和右手定则的试题难度中等。例2（2010新课标理综第21题）如图所示，两个端面半径同为R的圆柱形铁芯同轴水平放置，相对的端面之间有一缝隙，铁芯上绕导线并与电源连接，在缝隙中形成一匀强磁场.。一铜质细直棒ab水平置于缝隙中，且与圆柱轴线等高、垂直。.让铜棒从静止开始自由下落，铜棒下落距离为0.2R时铜棒中电动势大小为E1，下落距离为0.8R时电动势大小为E2，忽略涡流损耗和边缘效应.关于E1、E2的大小和铜棒离开磁场前两端的极性，下列判断正确的是 A、E1 E2，a端为正 B、E1 E2，b端为正 C、E1 E2，a端为正 D、E1 E2，b端为正【命题分析】：法拉第电磁感应定律：感应电动势大小跟穿过这一电路的磁通量变化率成正比，即E=。注意E=一般用来计算t内产生感应电动势的平均值。对于处于变化磁场中的电路，产生的感应电动势E=nS.，式中S为回路面积。电磁感应现象中通过导体截面的电量q=It=/R, 式中R为回路的总电阻。考查法拉第电磁感应定律试题难度中等。例4（2010山东理综第21题）如图所示，空间存在两个磁场，磁感应强度大小均为B，方向相反且垂直纸面，MN、PQ为其边界，OO为其对称轴。一导线折成边长为l的正方形闭合回路abcd，回路在纸面内以恒定速度v0向右移动，当运动到关于OO对称的位置时A穿过回路的磁通量为零B回路中感应电动势大小为2Blv0 C回路中感应电流的方向为顺时针方向D回路中ab边与cd边所受安培力方向相同【解析】：当回路运动到关于OO对称的位置时，穿过回路两个相反方向的磁场面积相等，穿过回路的磁通量为零，选项A正确；ab、cd两个边均切割磁感线产生感应电动势，由右手定则可判断出，两个边产生的感应电动势的方向均为逆时针方向，所以回路中感应电动势大小为2Blv0，选项B正确；回路中感应电流的方向为逆时针方向，选项C错误；根据左手定则可判断出回路中ab、cd两个边所受安培力的方向相同，选项D正确。【答案】ABD 【点评】此题考查磁通量、法拉第电磁感应定律、右手定则、安培力、左手定则等电磁学的知识点，意在考查考生理解和综合运用知识的能力；例5.（2011浙江理综第23题）如图甲所示，在水平面上固定有长为L=2m、宽为d=1m的金属“U”型轨导，在“U”型导轨右侧l=0.5m范围内存在垂直纸面向里的匀强磁场，且磁感应强度随时间变化规律如图乙所示。在t=0时刻，质量为m=0.1kg的导体棒以v0=1m/s的初速度从导轨的左端开始向右运动，导体棒与导轨之间的动摩擦因数为=0.1，导轨与导体棒单位长度的电阻均为=0.1/m，不计导体棒与导轨之间的接触电阻及地球磁场的影响（取g=10m/s2）。 （1） 通过计算分析4s内导体棒的运动情况；（2） 计算4s内回路中电流的大小，并判断电流方向；（3） 计算4s内回路产生的焦耳热。 【解析】.（1）导体棒先在无磁场区域做匀减速运动，有-mg=ma，vt= v0+at ， x= v0t+at2 代入数据解得t=1s，x=0.5m，导体棒没有进入磁场区域。 导体棒在1s末已停止运动，以后一直保持静止，离左端位置仍为x=0.5m。（2）前2s磁通量不变，回路电动势和电流分别为E=0，I=0。 后2s回路产生的电动势为E= =l