浙江省桐乡市高考物理一轮复习洛仑兹力课件.ppt

洛仑兹力 例1 如图所示 一个带负电的粒子以速度 0由坐标原点O射出 速度与x轴 y轴均成45 已知该粒子带电量为 q 质量为m 求该粒子通过x轴和y轴时的坐标分别是多少 OB OA 例2 如图所示 水平导线中有稳恒电流通过 导线正下方电子初速度方向与电流方向相同 其后电子将 A 沿a运动 轨迹为圆 B 沿a运动 曲率半径越来越小 C 沿a运动 曲率半径越来越大 D 沿b运动 曲率半径越来越小 C 例3如图13在x轴的上方 y 0 存在着垂直于纸面向外的匀强磁场 磁感强度为B 在原点O有一个离子源向x轴上方的各个方向发射出质量为m 电量为q的正离子 速率都为v 对那些在xy平面内运动的离子 在磁场中可能到达的最大x 最大y x 2r 2mv qB y 2r 2mv qB 注意以下两个重要的几何特点 a 粒子速度的偏向角 等于回旋角 并等于AB弦与切线的夹角 弦切角 的2倍 如图 2 tb 相对的弦切角 相等 与相邻的弦切角 互补 180 例4 以速率v垂直于屏S经过小孔A射入存在着匀强磁场的真空室中 如图所示 如果离子进入磁场后经过时间t到达位置P 试证明 直线AP与离子入射方向之间的夹角 跟t的关系是 qBt 2m qBt 2m 例5 在真空中半径为r 3cm的圆形区域内有一匀强磁场 B 0 2T 方向如图示 一带正电的粒子以速度v 1 2 106m s的初速度从磁场边界上的直径ab一端的a点射入磁场 已知该粒子的荷质比q m 108C kg 不计粒子重力 则粒子在磁场中运动的最长时间为多少秒 b a V以不同方向入射 以ab为弦的圆弧 最大 时间最长 30 t T 6 5 2 10 8s R 0 06m b a 6cm 6 如图所示 一带电质点 质量为m 电量为q 以平行于Ox轴的速度v从y轴上的a点射入图中第一象限所示的区域 为了使该质点能从x轴上的b点以垂直于Ox轴的速度v射出 可在适当的地方加一个垂直于xy平面 磁感应强度为B的匀强磁场 若此磁场仅分布在一个圆形区域内 试求这圆形磁场区域的最小半径 重力忽略不计 例7 一质量为m 带电量为 q的粒子以速度v从O点沿y轴正方向射入磁感应强度为B的圆形匀强磁场区域 磁场方向垂直纸面向外 粒子飞出磁场区域后 从b处穿过x轴 速度方向与x轴正方向的夹角为30 同时进入场强为E 方向沿与与x轴负方向成60 角斜向下的匀强电场中 通过了b点正下方的C点 如图示 不计重力 试求 1 圆形匀强磁场区域的最小面积2 C点到b点的距离h 8 电视机的显像管中 电子束的偏转是用磁偏转技术实现的 电子束经过电压为U的加速电场后 进入一圆形匀强磁场区 如图所示 磁场方向垂直于圆面 磁场区的中心为O 半径为r 当不加磁场时 电子束将通过O点而打到屏幕的中心M点 为了让电子束射到屏幕边缘P 需要加磁场 使电子束偏转一已知角度 此时的磁场的磁感应强度B应为多少 解析 电子在磁场中沿圆弧ab运动 圆心为C 半径为R 如图以v表示电子进入磁场时的速度 M e分别表示电子的质量和电量 则 eU evB 又有tan 由以上各式解得 例9 长为l的水平极板间有如图所示的匀强磁场 磁感强度为B 板间距离也为l 现有一质量为m 带电量为 q的粒子从左边板间中点处沿垂直于磁场的方向以速度v0射入磁场 不计重力 要想使粒子不打在极板上 则粒子进入磁场时的速度v0应为多少 v0 qBl 4m或v0 5qBl 4m 例12 如图所示 abcd是一个边长为l的正方形 它是磁感应强度为B的匀强磁场横截面的边界线 一带正电粒子从ad边的中点O与ab边成30 角且垂直于磁场的方向射入 若该带电粒子所带电荷量为q 质量为m 重力不计 则 1 该带电粒子在磁场中飞行时间最长是多少 2 若要带电粒子飞行时间最长 带电粒子的速度必须符合什么条件 解 1 从ab边射出飞行时间最长如图示 t 5T 6 5 m 3qB 2 做圆周运动的半径为r mv qB r rsin30 l 2 即mv qB l 3 v qBl 3m 13 16分 图中MN表示真空室中垂直于纸面的平板 它的一侧有匀强磁场 磁场方向垂直纸面向里 磁感应强度大小为B 一带电粒子从平板上的狭缝O处以垂直于平板的初速v射入磁场区域 最后到达平板上的P点 已知B v以及P到O的距离l 不计重力 求此粒子的电荷q与质量m之比 解 粒子初速v垂直于磁场 粒子在磁场中受洛伦兹力而做匀速圆周运动 设其半径为R 由洛伦兹力公式和牛顿第二定律 有qvB mv2 R 因粒子经O点时的速度垂直于OP 故OP是直径 l 2R 由此得q m 2v Bl 14 如图 在一水平放置的平板MN上方有匀强磁场 磁感应强度的大小为B 磁场方向垂直于纸面向里 许多质量为m 带电量为 q的粒子 以相同的速率v沿位于纸面内的各个方向 由小孔O射入磁场区域 不计重力 不计粒子间的相互影响 下列图中阴影部分表示带电粒子可能经过的区域 其中R mv qB 哪个图是正确的 A 解见下页 带电量为 q的粒子 以相同的速率v沿位于纸面内的各个方向 由小孔O射入磁