江苏省常州市西夏墅中学高三边界磁场专题1125.docVIP

第3课时 洛仑兹力----边界磁场专题 班级＿＿ 座位号 姓名＿＿＿＿ ＿ 知识要点（课前部分） 一、带电粒子在磁场中运动（不计其他力的作用） 1、若v∥B，带电粒子所受的洛仑兹力F= ，因此带电粒子做 运动。 2、若v⊥B，带电粒子在垂直于磁感线的平面内经入射速度v做 运动 （1）做匀速圆周运动所需的向心力由 提供，Bqv= ； （2）轨道半径R= （3）周期T= = ★ 典型例题 例1、带电量为+q的粒子在匀强磁场中运动，下面说法中正确的是----------------------（ ） A、只要速度大小相同，所受洛仑兹力就相同 B、如果把+q改为-q且速度反向大小不变，则洛仑兹力的大小、方向均不变 C、粒子只受到洛仑兹力作用下运动的动能、动量均不变 D、洛伦兹力的方向总是垂直于运动电荷的速度方向，可以不垂直于磁场方向 E、洛伦兹力的方向总是垂直于磁场方向，可以不垂直于运动电荷的速度方向 F、洛伦兹力的方向有可能既不垂直于磁场方向，也不垂直于运动电荷的速度方向 G、洛伦兹力的方向总是既垂直于运动电荷的速度方向，又垂直于磁场方向 小结：洛仑兹力与电场力的比较 洛仑兹力 电场力 性质 产生条件 方向 大小 做功情况 带电粒子分类 1计重力 2不计重力 例2、如右上图所示，一质量为m，带电量为+q的小球静止在光滑的绝缘平面上，并处在磁感应强度为B，方向垂直纸面指向纸内的匀强磁场中，为了使小球能漂离平面，该匀强磁场在纸面移动的最小速度应为多少？方向如何？ 例3、如图示，摆球是带负电的单摆，在一匀强磁场中摆边，匀强磁场的方向垂直纸面向里，摆球在AB间摆动过程中，由A摆到最低点C时，摆线拉力为F1，摆球加速度大小为a1；由B摆到最低点C时，摆线拉力的大小为F2，摆球加速度大小为a2，则（ ） 　A．F1F2, a1=a2 B．F1F2, a1=a2　C．F1F2, a1a2 D．F1F2, a1a2 二、课堂学习 一、要点提示：带电粒子（不计重力）在匀强磁场中的圆周运动，关键要把握“一找圆心、二找半径、三找周期或时间t“的解题步骤。 （1）圆心的确定：因为洛伦兹力f指向圆心，根据f⊥v，画出粒子运动轨迹上任意两点（一般是射入和射出磁场的两点）的f的方向，其延长线的交点即为圆心。 （2）半径的确定和计算。圆心找到以后，自然就有了半径（一般是利用粒子入、出磁场时的半径）。半径的计算一般是利用几何知识，常用解三角形的方法及圆心角等于圆弧上弦切角的两倍等知识。 （3）在磁场中运动时间的确定。利用圆心角与弦切角的关系，或者是四边形内角和等于360°计算出圆心角的大小，由公式t=×T可求出运动时间。 有时也用弧长与线速度的比。 习题一 边界场问题 1、单边界 1．如图，分界线上方有垂直纸面向里的匀强磁场，一对正、负电子从分界线上O点沿纸面以相同速度射入磁场中，速度方向与分界线成θ角，若不计重力，则正负电子：---（ ） A 在磁场中的运动时间相等 B 在磁场中的运动半径相等 C 重新回到分界线时速度矢量相同 D 重新回到分界线的位置与O点的距离相等 类训1 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. ，负电荷如图所示，在一水平放置的平板MN的上方有匀强磁场，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、带电荷量为＋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．图9中阴影部分表示带电粒子可能经过的区域，R＝.其中正确的是( ) 图 2、双边界 如图所示一电子以速度v垂直射入磁感应强度为B，宽度为d的匀强磁场中，穿透磁场时速度方向与电子原来入射方向夹角为30°，则电子做圆周运动的半径为 ，电子的质量为 ，运动时间为 。 例2、如图，匀强磁场的磁感应强度为B，宽度为d，边界为CD和EF，一电子从CD边界 外侧以速率v0垂直射入匀强磁场，入射方向与CD边界夹角为θ，已知电子的质量为m，电量为e，为使电子能从磁场的另一侧EF射出，求电子的速率v0至少多大？ 电子在磁场中运动的最长时间是多大？ 类训2 长为L、