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高考一轮复习磁场(第二单元洛仑兹力带电粒子在磁场中的运动)
考点解读
典型例题
知识要点
一、洛仑兹力1.定义:洛仑兹力是磁场对运动电荷的作用力.2.大小:FqvB(此式只适用于电荷运动方向与磁场方向垂直的情况.若两方向成θ角,洛仑兹力大小为FqvBsi
θ,当θ00时,F0;当θ900时,FqvB)3.方向:由左手定则判定注意正、负电荷的不同.F一定垂直B与v所决定的平面,但B与v不一定垂直.4.特点:1不论带电粒子在磁场中做何种运动,因为F⊥v,故F一定不做功.只改变速度的方向,因而不改变速度的大小,所以运动电荷垂直磁感线进入匀强磁场仅受洛仑兹力时,一定做匀速圆周运动.2F与运动状态有关.速度变化会引起F的变化,对电荷进行受力分析和运动状态分析时应注意.例1二、带电粒子在匀强磁场中运动不计其它力
的作用.
1.若带电粒子初速方向与磁场方向共线,则做匀速直线运动.
2.若带电粒子垂直进入匀强磁场,则做匀速圆周运动.
1向心力由洛仑兹力提供:Bqvmv2;R
【例1】一个质量m01g的小滑块,带有q5×104c的电荷,放置在倾角a300光滑斜面上绝缘,斜面置于B05T的匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里,如图922所示,小滑块由静止开始沿斜面滑下,其斜面足够长,小滑块滑至某一位置时,要离开斜面.求:
1小滑块带何种电荷2小滑块离开斜面的瞬时速度多大3该斜面的长度至少多长g10m/s2
图822
【例2】一细束相同粒子构成的粒子流,重力不计,每个粒子均带正电,电荷量为q,其粒子流的定向运动形成的电流强度为I,当这束粒子流从坐标0,L的a点平行x轴射人磁感应强度为B的匀强磁场区域又从x轴上b点射出磁场,速度方向与x轴夹角为600,最后打在靶上,如图823所示,并把动能全部传给靶,测得靶每秒钟获得能量为E,试求每个粒子的质量.
2轨道半径Rmv,周期T2R2m
qB
vqB
等.例2针对1三、带电粒子在复合场中的运动1.复合场是指磁场与电场共存的场,或电场
与重力场共存的场,或磁场与重力场共存的场,或磁场、电场、重力场共存的场.
2.基本运动性质:若带电粒子受合外力为零,它将处于静止或匀速直线运动状态;若带电粒子受合外力只充当向心力,它将做匀速圆周运动;若带电粒子受合外力恒定,它将做匀变速运动;若带电粒子合外力不恒定,它将做非匀变速运动.
图823.
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3.复合场的重要应用:速度选择器、质谱仪、
回旋加速r
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