磁场对运动电荷的作用.docx

磁场对运动电荷的作用 一、 洛伦兹力的大小和方向 定义：磁场对 运动电荷的作用力. 大小 ⑴v // B 时，F= 0; (2)v丄 B 时，F = qvB; (3)v 与 B 的夹角为 B时，F = qvBsin .9 3方向 判定方法：应用左手定则，注意四指应指向正电荷运动方向或负电荷运动的反方向； ⑵方向特点：F丄B，F丄v.即F垂直于B、v决定的平面.(注意B和v可以有任意夹角) 4.做功：洛伦兹力不做功. 二、 带电粒子在匀强磁场中的运动 若v // B，带电粒子以入射速度v做匀速直线运动. 若v丄B时，带电粒子在垂直于磁感线的平面内，以入射速度 v做匀速圆周运动. 基本公式 2 (1)向心力公式：qvB= my; (2)轨道半径公式：r =罟；(3)周期公式：T=令詈. 注意：带电粒子在匀强磁场中运动的 周期与速率无关. 命题点一对洛伦兹力的理解 洛伦兹力的特点 TOC \o 1-5 \h \z 利用左手定则判断洛伦兹力的方向，注意区分正、负电荷 . 当电荷运动方向发生变化时，洛伦兹力的方向也随之变化 . 运动电荷在磁场中不一定受洛伦兹力作用. 洛伦兹力一定不做功. 洛伦兹力与安培力的联系及区别 安培力是洛伦兹力的宏观表现，二者是相同性质的力，都是磁场力 . 安培力可以做功，而洛伦兹力对运动电荷不做功 . 洛伦兹力与电场力的比较 洛伦兹力 电场力 产生条件 v工0且v不与B平行 电荷处在电场中 大小 F= qvB（v 丄 B） F = qE 力方向与场 方向的关系 F丄B, F丄v F// E 做功情况 任何情况下都不做功 可能做功，也可能不 做功 命题点二 带电粒子在有界匀强磁场中的圆周运动 基本思路 图例 说明 圆心 的确 疋 与速度方向垂直的 直线过圆心 弦的垂直平分线过 圆心 轨迹圆弧与边界切 点的法线过圆心 P、M点速度垂线交点 P点速度垂线与弦的垂 直平分线交点  某点的速度垂线与切 点法线的交点 半径 的确 疋 利用平面几何知识求 半径 常用解三角形法：例： (左图)R— sin (或由R2 =L2 + (R— d)2 求得 R L2 + d2 —2d 运动 时间 的确 疋 利用轨迹对应圆心角9 或轨迹长度L求时间 t =角 2 n t = L v 速度的偏转角?等 于Ab所对的圆心角9 偏转角?与弦切角a 的关系：(|1800时，? —2 a； ?180° 时，?— 360° — 2a 模型1直线边界磁场：直线边界，粒子进出磁场具有对称性(如图所示) 图a中 图a中t= 2= nm Bq 图b中匚 图b中匚（1—》=（-寸屁 2 nm 2m n— 0 Bq 图 c 中 t _ n _ 20 n Bq 模型2平行边界磁场 平行边界存在临界条件（如图所示） 模型3圆形边界磁场：沿径向射入圆形磁场必沿径向射出，运动具有对称性（如图所示） t Bqz x R ta n t Bq z x 叶 a_ 90 ° 命题点二 带电粒子在磁场运动的多解冋题 类型 分析 图例 带电粒子电 性不确定 受洛伦兹力作用的带电粒子，可能带正电 荷，也可能带负电荷，在相同的初速度下， 正、负粒子在磁场中运动轨迹不同，形成 多解 如图，带电粒子以速度V垂直进入匀强磁 场，如带正电，其轨迹为a；如带负电， 其轨迹为b 磁场方向不 确定 在只知道磁感应强度大小，而未具体指出 磁感应强度方向，此时必须要考虑磁感应 强度方向不确定而形成多解 如图，带正电粒子以速度V垂直进入匀强 磁场，若B垂直纸面向里，其轨迹为a， 若B垂直纸面向外，其轨迹为b 临界状态不 唯一 带电粒子在洛伦兹力作用下飞越有界磁 场时，由于粒子运动轨迹是圆弧状，因此， 它可能穿过磁场飞出，也可能转过 180 从入射界面这边反向飞出，于是形成多解  运动具有周 期性 带电粒子在部分是电场、部分是磁场空间 运动时，运动往往具有周期性，因而形成 多解