迎战高考物理二轮复习 专题13带电粒子在磁场场中的运动课件.ppt

一、洛伦兹力1．定义：磁场对的作用力．3．洛伦兹力的大小(1)v∥B时洛伦兹力.(2)v⊥B时洛伦兹力F＝.(3)v与B的夹角为θ时洛伦兹力F＝.1．利用左手定则判断洛伦兹力的方向时应特别注意正、负电荷的区别．2．由于洛伦兹力始终与速度垂直因此它永不做功．二、带电粒子在匀强磁场中的运动状态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v⊥B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．带电粒子在磁场中运动的周期与其速度无关带电粒子在磁场中运动的时间t＝其中θ为半径绕过的圆心角．三、洛伦兹力应用实例1.回旋加速器(2)工作原理①磁场作用：带电粒子磁场方向射入磁场时在洛伦兹力作用下做其周期与和无关.②交变电压的作用：在两D形盒狭缝间产生周期性变化的使带电粒子每经过一次狭缝加速一次.③交变电压的周期(或频率)：与带电粒子在磁场中做圆周运动的周期(或频率).2.质谱仪(1)功能：分析各化学元素的并测量其、含量.(2)原理图：如图8－2－2所示.(3)工作原理带电粒子在电场中加速：＝mv2带电粒子在磁场中偏转：＝带电粒子的比荷：＝由此可知粒子比荷与偏转距离L的平方成反比凡是比荷不相等的都被分开并按比荷顺序的大小排列故称之为“质谱”.1．洛伦兹力是单个运动电荷在磁场中受到的作用力而安培力是整个通电导体在磁场中受到的作用力安培力是导体中所有形成电流的定向移动电荷受到的洛伦兹力的宏观表现．2．由安培力公式F＝BIL推导洛伦兹力表达式(磁场与导线方向垂直)如图8－2－3所示设有一段长度为L的通电导线横截面积为S单位体积中含有的自由电荷数为n每个自由电荷的电荷量为q定向移动的平均速度为v垂直于磁场方向放入磁感应强度为B的磁场中．导线中的电流为I＝nqvS导线所受安培力F安＝ILB＝nqvSLB这段导线中含有的运动电荷数为nLS所以F洛＝＝qvB.1．有关洛伦兹力和安培力的描述正确的是()A．通电直导线在匀强磁场中一定受到安培力的作用B．安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现C．带电粒子在匀强磁场中运动受到的洛伦兹力做正功D．通电直导线在磁场中受到的安培力方向与磁场方向平行解析：通电直导线与磁场方向平行时安培力等于零故A错；安培力一定垂直于磁场和电流所决定的平面即安培力方向一定垂直于磁场方向D错；洛伦兹力也一定垂直于磁场与速度方向决定的平面即洛伦兹力一定与运动方向垂直洛伦兹力一定不做功C错；安培力与洛伦兹力的关系为安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现B项正确．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．2．(2009·广东理基)带电粒子垂直匀强磁场方向运动时会受到洛伦兹力的作用．下列表述正确的是()A．洛伦兹力对带电粒子做功B．洛伦兹力不改变带电粒子的动能C．洛伦兹力的大小与速度无关D．洛伦兹力不改变带电粒子的速度方向解析：F＝qvB洛伦兹力的特点是永远与运动方向垂直永不做功因此选B.三、带电粒子在有界匀强磁场中做匀速圆周运动的分析1．确定圆心的两种方法(1)已知入射点、出射点、入射方向和出射方向时可通过入射点和出射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8－2－4甲所示图中P为入射点M为出射点)．图8－2－4(2)已知入射点和出射点的位置时可以通过入射点作入射方向的垂线连接入射点和出射点作其中垂线这两条垂线的交点就是圆弧轨道的圆心(如图8－2－4乙所示P为入射点M为出射点)．2．半径的确定用几何知识(勾股定理、三角函数等)求出半径大小．3．运动时间的确定t＝T或t＝T或t＝式中α为粒子运动的圆弧所对应的圆心角T为周期s为运动轨迹的弧长v为线速度．4．带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的程序解题法——三步法(1)画轨迹：即确定圆心用几何方法求半径并画出轨