第05节研究洛伦兹力 (3)

1、洛伦兹力边界问题茂名市电白高级中学主讲：隋国凤预习新课探索体验能力提升内容索引学导反思课后作业预习新课1、 画出正电荷和负电荷运动的轨迹（注明哪个为正，半径都设为r）Vo1o2V正电荷负电荷VVo1o2正电荷负电荷特征：从边界射入，又从这一边界射出，射入、射出方向和边界的夹角一定相等。2、分别画出半径为 、d 、2d的负电荷的运动轨迹特征：临界轨迹圆：从一个边界射入，轨迹圆与另一个边界相切。运动速度临界轨迹圆的速度，即从另一个边界射出运动速度临界轨迹圆的速度，即从射入边界射出abcd3、正方形边长为L，分别画出半径为 、L、2L、3L正电荷垂直边界从中点入射的运动轨迹abcdabcd3、正方形

2、边长为L，分别画出半径为 、L、2L、3L正电荷垂直边界从中点入射的运动轨迹特征：入射速度方向确定，大小不确定时，所有轨迹圆的圆心都在垂直入射速度的射线上4、分别画出偏转角为600和1200的负电荷运动轨迹60特征：沿径向射入必沿径向射出探索体验1、单边界训练1：如图所示，直线MN上方有垂直纸面向外的足够大的有界匀强磁场区域，磁感应强度为B，正、负电子同时从O点以与MN成300角的相同速度v射入该磁场区域(电子质量为m，电量为e)，经一段时间后从边界MN射出。求： (1)它们从磁场中射出时，出射点间的距离；(2)它们从磁场中射出的时间差。解：(1)由 得R=射出点距离 所以(2)由 得 负电子

3、在磁场中运动时间 正电子在磁场中运动时间所以两个电子射出的时间差 2、双边界训练2：如图所示，已知两板的长度和两板间距离都是 ，板间有垂直于纸面向内的磁场，磁感应强度为B，一电荷量为+q的粒子从两板中点且平行于两板的方向射入，求粒子能从板间射出的速度的条件？（不计重力影响）MNPQMNPQMNPQ解：由几何关系得：从M点射出的轨迹半径为 ，从N点射出的轨迹半径为r2则：得：由 得： 当 时，当 时，粒子能从板间射出的速度的条件3、 矩形边界训练3：空间存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，图中的正方形为其边界一细束由两种粒子组成的粒子流沿垂直于磁场的方向从O点入射这两种粒子带同种电荷，它们的电荷量

4、、质量均不同，但其比荷相同，且都包含不同速率的粒子不计重力下列说法正确的是()A入射速度不同的粒子在磁场中的运动时间一定不同B入射速度相同的粒子在磁场中的运动轨迹一定相同C在磁场中运动时间相同的粒子，其运动轨迹一定相同D在磁场中运动时间越长的粒子，其轨迹所对的圆心角一定越大BD4、 圆形边界训练4：如图所示，分布在半径为r的圆形区域内的匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直纸面向里电荷量为q、质量为m的带正电粒子从磁场边缘a点处沿圆的半径aO方向射入磁场，离开磁场时速度方向偏转了60角，试求：（1）粒子做圆周运动的半径R；（2）粒子的入射速度；（1）如图所示，根据几何知识得aOO=60 则轨道半径

5、R=rtan60= （2）粒子在磁场中运动时洛伦兹力提供向心力：得：能力提升1、画出负电荷恰好不从OC边射出的轨迹，此时的圆心角为 602、如图所示，一足够长的矩形区域abcd内充满方向垂直纸面向里的、磁感应强度为B的匀强磁场，在ad边中点O，方向垂直磁场向里射入一速度方向跟ad边夹角 = 30、大小为v0的带正电粒子，已知粒子质量为m，电量为q，ad边长为L，ab边足够长，粒子重力不计，求：（1）粒子能从ab边上射出磁场的v0大小范围.（2）如果带电粒子不受上述v0大小范围的限制，求粒子在磁场中运动的最长时间.cdabOv0r2r1dcabqOBv0解析：（1）若粒子速度为v0， 则 设圆心在O1处对应圆弧与cd边相切，相应速度为v01，则 得：相应的速度设圆心在O2处对应圆弧与ab边相切，相应速度为v02，则 得： ，相应的速度所以粒子能从ab边上射出磁场的v0应满足（2）由 得：则：可知，粒子在磁场中经过的弧所对的圆心角越长，在磁场中运动的时间也越长。由图可知，在磁场中运动的半径rr2时，运动时间最长，弧所