5.6洛仑兹力与现代科技.pptx

1、物理组：刘改宁,带电粒子在磁场中的运动,知识梳理,洛仑兹力,磁场对运动电荷的作用力,2、方向：用左手定则判断,注意：四指的方向为正电荷的运动方向，或负电荷运动的反方向。,3、特点：洛仑兹力永不做功。,4、洛仑兹力与安培力的关系,洛仑兹力是安培力的微观表现， 安培力是洛仑兹力的宏观体现,2、运动方向与磁场方向垂直，做匀速圆周运动,二、带电粒子（不计重力）在匀强磁场中的运动,1、运动方向与磁场方向平行，做匀速直线运动,洛仑兹力提供向心力,轨道半径：,(4)运动时间：,（5）圆心、半径、运动时间的确定,圆心的确定,a、两个速度方向垂直线的交点。（常用在有界磁场的入射与出射方向已知的情况下）,O,b、

2、一个速度方向的垂直线和一条弦的中垂线的交点,O,例1：如图所示，在y0的区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于xy平面并指向纸面外，磁感应强度为B。一带正电的粒子以速度v0从O点射入磁场，入射方向在xy平面内，与x轴正向的夹角为。若粒子射出磁场的位置与O点的距离为L，求该粒子的电量和质量之比q/m。,课堂互动探究,1.基本方法训练,解：,由几何知识：,粒子的运动半径：r=L/2sin,粒子的运动半径：r=mv/qB,由上两式可得粒子的荷质比：,q/m=2vsin/BL,作出粒子运动轨迹如图。,设P点为出射点。,画轨迹,找圆心,求半径,列方程,图5,几何知识,电学参量,两类题型,求半径,临界问题的探

3、究,例2如图所示，宽度为d的匀强有界磁场，磁感应强度为B，MM和NN是磁场左右的两条边界线。现有一质量为m，电荷量为q的带正电粒子沿图示方向垂直射入磁场中，45。要使粒子不能从右边界NN射出，求粒子入射速率的最大值为多少？,类型1：初速度方向不变大小发生变化,放缩法 粒子源发射速度方向一定，v大小不同的带电粒子进入匀强磁场时，这些带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨迹半径随速度的变化而变化，如图所示(图中只画出粒子带正电的情景)，速度v0越大，运动半径也越大。可以发现这些带电粒子射入磁场后，它们运动轨迹的圆心在垂直速度方向的直线PP上。由此我们可得到一种确定临界条件的方法：在确定这类粒子运动的临

4、界条件时，可以以入射点P为定点，圆心位于PP直线上，将半径放缩作轨迹，从而探索出临界条件，使问题迎刃而解，这种方法称为“放缩法”。,变式练习3 如图所示,宽为d的有界匀强磁场的上下边界为MN、PQ,左右足够长,磁感应强度为B.一个质量为m、电荷量为q的带电粒子(重力忽略不计),沿着与PQ成45的方向以速度v0射入该磁场.要使该粒子不能从上边界MN射出磁场,求粒子入射速度的最大值。,例3如图9218所示，在屏MN的上方有磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里。P为屏上的一个小孔。PC与MN垂直。一群质量为m、带电荷量为q的粒子(不计重力)，以相同的速率v，从P处沿垂直于磁场的 方向射入

5、磁场区域。粒子入射 方向在与磁场B垂直的平面内， 且散开在与PC夹角为的范围 内。则在屏MN上被粒子打中 的区域的长度为,图9217,2平移法 粒子源发射速度大小一定、方向不定的 带电粒子进入匀强磁场时，它们在磁场 中做匀速圆周运动的半径相同，若射入 初速度为v0，则圆周运动半径为Rmv0/,(qB)，如图8217所示。同时可发现这些带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的圆心在以入射点P为圆心、半径Rmv0/(qB)的圆(这个圆在下面的叙述中称为“轨迹圆心圆”)上。,由此我们也可以得到一种确定临界条件的方法：确定这类粒子在有界磁场中运动的临界条件时，可以将一半径为Rmv0/(qB)的圆沿着“轨迹圆心圆”平移，从而探索出临界条件，这种方法称为“平移法”。,答案D,图9219,课堂小结：,两类题型,两种临界,课后作业 如图,长为L间距为d的水平两极板间,有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感