高三复习磁场对运动电荷的作用课件

51.运动电荷在磁场1.磁场对电流有安培力的作用，而电流是由电荷定向运动形成的。所以磁场对电流的安培力就是磁场对运动电荷的洛伦兹力作用力的宏观表现。即：

安培力是洛伦兹力的宏观表现。洛伦兹力是安培力的微观本质。。。。2.洛伦兹力的方向----左手定则vv1、伸开左手，使大拇指和其余四指垂直且处于同一平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿过手心，若四指指向正电荷运动的方向，那么拇指所指的方向就使运动的正电荷所受洛伦兹力的方向。2、若四指指向负电荷运动的反方向，那么拇指所指的方向就是负电荷所受洛伦兹力的方向。ff。。。。。。洛伦兹力的方向，既垂直于磁场B的方向又垂直于电荷运动速度v方向。。。讨论与交流：5.带电粒子“平行”于磁场方向进入：做匀速直线运动，带电粒子“垂直”于磁场方向进入：做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力带电粒子在磁场中做圆周运动的周期：半径与速度大小成正比，周期与速度大小无关！。。。。。。。应用：质谱仪qE=qvB1回旋加速器工作原理：利用电场对带电粒子的加速作用和磁场对运动电荷的偏转作用来获得高能粒子，这些过程在回旋加速器的核心部件——两个D形盒和其间的窄缝内完成。

。。一、画轨迹1、已知入射方向和出射方向：θvV’通过入射点和出射点作垂直于入射方向和出射方向的直线,交点就是轨迹的圆心2、已知入射方向和出射点的位置：vP圆心圆心通过入射点作入射方向的垂线,连接入射点和出射点,作其连线的中垂线,交点就是圆弧的圆心6.确定圆心找半径二、找关系α（1）（α为圆周角，单位为度）（2）（α为圆周角，单位为弧度）2、时间关系：θβ1、角度关系：（1）圆心角：α（2）偏向角：β（3）弦切角：θ1、直线边界（进出磁场具有对称性）2、平行边界（存在临界条件）3、圆形边界（沿径向射入必沿径向射出）注意：①从一边界射入的粒子，从同一边界射出时，速度与边界的夹角（弦切角）相等。②带电粒子沿径向射入圆形磁场区域内，必从径向射出。③关注几种常见图形的画法，如图所示：带电粒子在有界匀强磁场中的动态分析

带电粒子进入云室会使云室中的气体电离，从而显示其运动轨迹。如图所示是在有匀强磁场云室中观察到的粒子的轨迹，a和b是轨迹上的两点，匀强磁场B垂直纸面向里。该粒子在运动时，其质量和电量不变，而动能逐渐减少，下列说法正确的是P205６A．粒子先经过a点，再经过b点B．粒子先经过b点，再经过a点C．粒子带负电D．粒子带正电VR小则EK小AC－ｑＦ

电子自静止开始经M、N板间（两板间的电压为U）的电场加速后从A点垂直于磁场边界射入宽度为d的匀强磁场中，电子离开磁场时的位置P偏离入射方向的距离为L，如图所示。（1）正确画出电子由静止开始直至离开匀强磁场时的轨迹图;（用尺和圆规规范作图）（2）求匀强磁场的磁感应强度B。（已知电子的质量为m，电荷量为e）P203例题1解：（1）作电子经电场和磁场中的轨迹图，如图所示(2)设电子在M、N两板间经电场加速后获得的速度为v,由动能定理得eU=mv2①电子进入磁场后做匀速圆周运动，设其半径为r,则evB=m②由几何关系得r2=(r-L)2+d2③联立求解①②③式得B=

解：（1）由几何知识知带电粒子在磁场中运动的半径为R=r，则有：qvB=mv2/r

解得：q/m＝v/Br

（2）由几何知识得带电粒子在磁场B’中做匀速圆周运动的圆心角，半径为：，根据牛顿第二定律有：解得：粒子在磁场中运动所用时间t是：如图16（a）所示，左为某同学设想的粒子速度选择装置，由水平转轴及两个薄盘N1、N2构成，两盘面平行且与转轴垂直，相距为L，盘上各开一狭缝，两狭缝夹角可调（如图16（b））；右为水平放置的长为d的感光板，板的正上方有一匀强磁场，方向垂直纸面向外，磁感应强度为B.一小束速度不同、带正电的粒子沿水平方向射入N1，能通过N2的粒子经O点垂直进入磁场。O到感光板的距离为，粒子电荷量为q,质量为m,不计重力。若两狭缝平行且盘静止（如图16（c）），某一粒子进入磁场后，数值向下打在感光板中心点M上，求该粒子在磁场中运动的时间t;若两狭缝夹角为θ0，盘匀速转动，转动方向如图16（b）.要使穿过N1、N2的粒子均打到感光板P1、P2连线上，试分析盘转动角速度ω的取值范围（设通过N1的所有粒子在盘转圈的时间内都能到达N2）。

P203例题3解析:

（1）粒子运动半径为

①由牛顿第二定律

②匀速圆周运动周期

③粒子在磁场中运动时间

④（2）如答图2。设粒子运动临界半径分别为R1和R2

⑤

⑥

设粒子临界速度分别为和，由②⑤⑥式，得

⑦

⑧若粒子通过转盘，由题设可知

⑨联立⑦⑧⑨，得对应转盘的转速分别为

⑩

⑾粒子要打在感光板上，需满足条件

⑿

900∴v0

＜qBl/4m或v0

＞5qBl/4m解：若刚好从a点射出，如图：R-l/2Rllvabcdr=mv1/qB=l/4∴v1=qBl/4m

若刚好从b点射出，如图：要想使粒子不打在极板上，

∴v2=5qBl/4mR2=l2+(R-l/2)2R=5l/4=mv2/qB

返回O

如右图所示，在x轴上方存在着垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，一个不计重力的带电粒子从坐标原点O处以速度v进入磁场，粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与x轴正方向成120°角，若粒子穿过y轴正半轴后在磁场中到x轴的最大距离为a，则该粒子的比荷和所带电荷的正负是(

)A.，正电荷

B.，正电荷C.，负电荷

D.，负电荷P203

4洛伦兹力指向运动方向的右侧，

左手定则可判定粒子带负电

r＋rsin30°＝a

r＝得

＝

，C正确．30°C

如图所示，带负电的粒子垂直磁场方向进入圆形匀强磁场区域，出磁场时速度偏离原方向60°角，已知带电粒子质量m=3×10-20kg，电量q=10-13C，速度v0=105m/s，磁场区域的半径R=3×10-1m，不计重力，求磁场的磁感应强度。P203

6解：画进、出磁场速度的垂线得交点O′，O′点即为粒子作圆周运动的圆心，据此作出运动轨迹AB，如图所示。此圆半径记为r。带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律有：O/AB2在平面直角坐标系xOy中，第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第Ⅳ象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度为B.一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以速度v0垂直于y轴射入电场，经x轴上的N点与x轴正方向成θ=60°角射入磁场，最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场，如图所示．不计粒子重力，求：(1)M、N两点间的电势差UMN；(2)粒子在磁场中运动的轨道半径r；(3)粒子从M点运动到P点的总时间t.

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