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带电粒子在匀强磁场中的运动3.洛伦兹力f特点: a.洛伦兹力总是垂直于v与B组成的平面; b.洛伦兹力永远不做功。 即f不改变动能Ek,只改变动量(方向)。区别两种场力: 电场力:F=qE 磁场力:f=qvB ①电场力与电荷速度v无关,而磁场只对运动电荷施力。 ②在匀强磁场中,F与v的方向无关,是恒力,且做功, 改变动能,使电能和动能相互转化。 ③在非匀强磁场中,f与v有关,是变力;总不做功, 不会造成能量转化。例1、如图所示,螺线管两端加上交流电压,沿着螺线管轴线方向有一电子射入,则该电子在螺线管内将做() A.加速直线运动 B.匀速直线运动 C.匀速圆周运动 D.简谐运动例2、电视机显象管的偏转线圈示意图如右,即时电流方向如图所示。该时刻由里向外射出的电子流将向哪个方向偏转?例3、阴极射线是从阴极射线管的阴极发出的高速运动的粒子流,这些微观粒子是;若在如图所示的阴极射线管中部加上垂直于纸面向里的磁场,阴极射线将(填“向上”“向下”“向里”“向外”)偏转甲带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动(4)半径的确定:根据数学知识,解三角形求圆运动的半径。 (5)带电粒子在磁场中运动时间t的确定: 先求出粒子在磁场中运动轨迹对应的圆心角q,再由v穿过圆形磁场区: 偏角 经历时间 注意:由对称性,射出线的反向延长线必过磁场圆的圆心。v例1、k-介子衰变的方程为:k-—π-+π0其中k-介子和π-介子带负的基元电荷,π0介子不带电.一个k-介子沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场中,其轨迹为圆弧AP,衰变后产生的π-介子的轨迹为圆弧PB,两轨迹在P点相切,它们的半径及Rk-与Rπ-之比为2:1。π0介子的轨迹未画出。由此可知π-的动量大小与π0的动量大小之比为() A.1:1B.1:2 C.1:3D.1:6My(94高考)一带电质点,质量为m,电量为q,以平行于ox轴的速度v从y轴上的a点射入图中第一象限所示的区域.为了使该质点能从x轴上的b点以垂直于ax轴的速度v射出,可在适当的地方加一个垂直于xy平面、磁感强度为B的匀强磁场.若此磁场仅分布在一个圆形区域内,试求这圆形磁场区域的最小半径. (重力忽略不计)长为l的水平极板间,有垂直纸面向内的匀强磁场,如图所示,磁感强度为B,板间距离也为l,板不带电,现有质量为m,电量为q的带正电粒子(不计重力),从左边极板间中点处垂直磁感线以速度v平射入磁场,欲使粒子不打在极板上,可采用的办法是什么?初速度[例题1]一带电粒子,沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场,粒子的一段径迹如图所示,径迹上每一小段都可以看成圆弧,由于带电粒子使沿途空气电离,粒子的能量逐渐减小(电量不变)则可判定() A.粒子从a到b,带正电; B.粒子从b到a,带正电; C.粒子从a到b,带负电; D.粒子从b到a,带负电.[例2]如图所示,水平导线中有恒定电流I通过,导线正下方的电子初速度方向与电流方向相同,则电子的可能运动情况是:() A.沿路径a运动; B.沿路径b运动; C.沿路径c运动; D.沿路径d运动.空间中存在着以x=0平面为理想分界面的两个匀强磁场,左右两边磁场的磁感强度分别为B1和B2,且B1∶B2=4∶3,方向如图所示,现在原点O处有带等量异号电荷的两带电粒子a、b,分别以大小相等的水平初动量沿x轴正方向和负方向同时射入两磁场中,且a带正电,b带负电。若a粒子在第4次经过y轴时,恰好与b粒子相遇,试求a粒子和b粒子的质量之比ma∶mb(不计粒子a和b重力)。回旋加速器A.v0=E/BB.v0=B/E C.v0=D.v0=Q=Sv=I(abcR+ρ)/B如图所示为一种获得高能粒子的装置。环形区域内存在垂直纸面向外,大小可调节的匀强磁场。质量为m,电量为+q的粒子在环中做半径为R的圆运动。A、B为两块中心开孔的极板,原来的电势均为零,每当粒子飞经A板时,A板的电势升高为+U,B板的电势仍保持为粒子在两极板间的电场中得到加速。每当粒子离开时,A板电势又降为零。粒子在电场一次次加速下动能不断增大,而绕行半径不变。 (1)设t=0时,粒子静止在板小孔处,在电场作用下加速,并开始绕行第一圈,求粒子绕行n圈回到A板时的总动能En? (2)使粒子始终保持在半径为R的圆轨道上运动,磁场必须周期性递增,求粒子绕第n圈时磁感应强度Bn? (3)粒子绕行n圈所需的总时间tn? (设板间距离小于)如图所示厚度为h,宽度为d的导体放在垂直于它的磁感应强度为B的匀强磁场中。当电流通过导体板时,在导体板的上侧面A和下侧面A1之间会产生电势差。这种现象称为霍尔效应。实验表明,当磁场不太强时,电势差U,电流I和磁感应强度B的关系为,式中的比例系数k称为霍尔系数。设电流I是由电子的定向流动形成的,电子的平均定向速度为v,电量为e,回答下列问题: (