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1、一、洛伦兹力的大小和方向1洛伦兹力的大小(1)v B时，洛伦兹力F_.(0或180)(2)v B时，洛伦兹力F_.(90)(3)v0时，洛伦兹力F_0qvB0第1页/共72页2洛伦兹力的方向(1)判定方法：应用左手定则，注意四指应指向电流的方向即正电荷运动的方向或负电荷运动的反方向(2)方向特点：FB，Fv.即F垂直于_决定的平面(注意B和v可以有任意夹角)B和v第2页/共72页二、带电粒子在匀强磁场中的运动1若v B，带电粒子不受洛伦兹力，在匀强磁场中做_运动2若vB，带电粒子仅受洛伦兹力作用，在垂直于磁感线的平面内以入射速度v做_运动 匀速直线匀速圆周第3页/共72页第4页/共72页(2)
2、T、f和的特点T、f和的大小与轨道半径r和运行速率v_，只与磁场的_和粒子的_有关 无关磁感应强度比荷第5页/共72页一、洛伦兹力与安培力相比较安培力是洛伦兹力的宏观表现，但各自的表现形式不同，洛伦兹力对运动电荷永远不做功，而安培力对通电导线可做正功，可做负功，也可不做功第6页/共72页二、洛伦兹力与电场力相比较第7页/共72页力方向与场力方向与场方向的关系方向的关系一定是一定是FB、Fv正电荷受力方向与正电荷受力方向与电场方向相同，负电场方向相同，负电荷受力方向与电电荷受力方向与电场方向相反场方向相反做功情况做功情况任何情况下都不任何情况下都不做功做功可能做正功、负功，可能做正功、负功，也可
3、能不做功也可能不做功力力F为零时为零时场的情况场的情况F为零，为零，B不一不一定为零定为零F为零，为零，E一定为一定为零零作用效果作用效果只改变电荷运动只改变电荷运动的速度方向，不的速度方向，不改变速度大小改变速度大小既可以改变电荷运既可以改变电荷运动的速度大小，也动的速度大小，也可以改变电荷运动可以改变电荷运动的方向的方向第8页/共72页(1)电荷在电场中一定受电场力，而在磁场中不一定受洛伦兹力电荷在电场中一定受电场力，而在磁场中不一定受洛伦兹力(2)洛伦兹力的方向与速度方向一定垂直，而电场力的方向与速度方向洛伦兹力的方向与速度方向一定垂直，而电场力的方向与速度方向无必然联系无必然联系第9页
4、/共72页三、带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动问题1圆心的确定(1)基本思路：与速度方向垂直的直线和图中弦的中垂线一定过圆心(2)两种情形已知入射方向和出射方向时，可通过入射点和射出点分别作垂直于入射方向和出射方向的直线，两条直线的交点就是圆弧轨道的圆心(如图甲所示，图中P为入射点，M为出射点)第10页/共72页甲乙第11页/共72页第12页/共72页第13页/共72页4带电粒子在不同边界磁场中的运动(1)直线边界(进出磁场具有对称性，如下图)第14页/共72页(2)平行边界(存在临界条件，如下图)第15页/共72页(3)圆形边界(沿径向射入必沿径向射出，如下图)第16页/共72页第17页/
5、共72页第18页/共72页因为电荷进入磁场时的速度方向可以与磁场方向成任意夹角，所以因为电荷进入磁场时的速度方向可以与磁场方向成任意夹角，所以C选项错因为洛伦兹力总与速度方向垂直，选项错因为洛伦兹力总与速度方向垂直，因此洛伦兹力不做功，粒子动能不变，但洛伦兹力可改变粒子的运动方向，使粒子速度的方向不断改变，所以因此洛伦兹力不做功，粒子动能不变，但洛伦兹力可改变粒子的运动方向，使粒子速度的方向不断改变，所以D项错项错答案：答案：B第19页/共72页第20页/共72页带电粒子的比荷带电粒子在磁场中运动的周期带电粒子的初速度带电粒子在磁场中运动的半径A BC D第21页/共72页答案：答案：A第22
6、页/共72页第23页/共72页第24页/共72页答案：答案：B第25页/共72页第26页/共72页答案：答案：B第27页/共72页第28页/共72页答案：答案：C第29页/共72页带电粒子在直线边界磁场中的运动问题第30页/共72页已知粒子在磁场中做圆周运动的半径介于a/2到a之间，从发射粒子到粒子全部离开磁场经历的时间恰好为粒子在磁场中做圆周运动周期的四分之一求最后离开磁场的粒子从粒子源射出时的(1)速度的大小；(2)速度方向与y轴正方向夹角的正弦 第31页/共72页第32页/共72页第33页/共72页第34页/共72页带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的程序解题法带电粒子在匀强磁场中做匀速
7、圆周运动的程序解题法三步法：三步法：(1)画轨迹：即确定圆心，几何方法求半径并画出轨迹画轨迹：即确定圆心，几何方法求半径并画出轨迹(2)找联系：轨道半径与磁感应强度、运动速度相联系，偏转角度与圆找联系：轨道半径与磁感应强度、运动速度相联系，偏转角度与圆心角、运动时间相联系，在磁场中运动的时间与周期相联系心角、运动时间相联系，在磁场中运动的时间与周期相联系(3)用规律：即牛顿第二定律和圆周运动的规律，特别是周期公式，半用规律：即牛顿第二定律和圆周运动的规律，特别是周期公式，半径公式径公式第35页/共72页11：如右图所示，直角三角形ABC中存在一匀强磁场，比荷相同的两个粒子沿AB方向射入磁场，分
8、别从AC边上的P、Q两点射出，则()A从P射出的粒子速度大B从Q射出的粒子速度小C从P射出的粒子，在磁场中运动的时间长D两粒子在磁场中运动的时间一样长 第36页/共72页答案：答案：D第37页/共72页带电粒子在圆形边界磁场内运动问题第38页/共72页第39页/共72页答案：答案：D第40页/共72页21：受控热核聚变要把高度纯净的氘、氚混合材料加热到1亿度以上，即达到所谓热核温度在这样的超高温度下，氘、氚混合气体已完全电离，成为氘、氚原子核和自由电子混合而成的等离子体第41页/共72页从常温下处于分子状态的氘、氚材料开始，一直到上述热核温度的整个加热过程中，必须把这个尺寸有限的等离子体约束起
9、来，使组成等离子体的原子核在发生足够多的聚变反应之前不至于失散，可一般的容器无法使用，因为任何材料的容器壁都不可能承受这样的高温而磁约束是目前的重点研究方案，利用磁场可以约束带电粒子这一特性，构造一个特殊的磁容器建成聚变反应堆第42页/共72页第43页/共72页第44页/共72页第45页/共72页第46页/共72页1.如下图所示，将一阴极射线管置于一通电螺线管的正上方，且在同一水平面内，则阴极射线将()A向外偏转B向里偏转C向上偏转 D向下偏转第47页/共72页解析：解析：由安培定则可知通电螺线管在阴极射线处磁场方向竖直向下，阴极射线由安培定则可知通电螺线管在阴极射线处磁场方向竖直向下，阴极射
10、线带负电，结合左手定则可知其所受洛伦兹力垂直于纸面向外难度易带负电，结合左手定则可知其所受洛伦兹力垂直于纸面向外难度易答案：答案：A第48页/共72页第49页/共72页A带电粒子在磁场中飞行的时间不可能相同B从M点射入的带电粒子可能先飞出磁场C从N点射入的带电粒子可能先飞出磁场D从N点射入的带电粒子可能比M点射入的带电粒子先飞出磁场 第50页/共72页解析：解析：画轨迹草图如右图所示，容易得出粒子在圆形磁场中的轨迹长画轨迹草图如右图所示，容易得出粒子在圆形磁场中的轨迹长度度(或轨迹对应的圆心角或轨迹对应的圆心角)不会大于在正方形磁场中的，故不会大于在正方形磁场中的，故B正确正确答案：答案：B第
11、51页/共72页第52页/共72页第53页/共72页第54页/共72页第55页/共72页A三个质子从S运动到S的时间相等B三个质子在附加磁场以外区域运动时，运动轨迹的圆心均在OO轴上C若撤去附加磁场，a到达SS连线上的位置距S点最远D附加磁场方向与原磁场方向相同 第56页/共72页答案：答案：D第57页/共72页第58页/共72页第59页/共72页第60页/共72页第61页/共72页20处理带电粒子在磁场中运动的临界极值思维方法处理带电粒子在磁场中运动的临界极值思维方法 一、放缩法第62页/共72页第63页/共72页第64页/共72页第65页/共72页二、平移法第66页/共72页第67页/共72页第68页/共72页第69页/共72页第70页/共72页第71页/共72页感谢您的欣赏第72页/共72页