洛伦兹力应用练习陈桥东制作.doc

PAGE PAGE 1 洛伦兹力应用练习 姓名 学号 班别 1．若v∥B时，带电粒子所受的洛伦兹力F＝0，因此带电粒子以速度v做 运动． 2．若v⊥B时，带电粒子在垂直于磁感线的平面内以入射速度v做 运动． 结论：①向心力由洛伦兹力提供，即 ②轨道半径公式：R＝ ③周期：T= ④频率：f＝ 3．质谱仪是一种十分精密的仪器，是测量带电粒子的　　和分析　　 　的重要工具。 4．回旋加速器： (1)使带电粒子加速的方法有：经过多次　　直线加速；利用电场　　和磁场的　　作用，回旋　速。 (2) 回旋加速器是利用电场对电荷的加速作用和磁场对运动电荷的偏转作用，在　　的范围内来获得　　　 　的装置。 (3)为了保证每次带电粒子经过狭缝时均被加速，使之能量不断提高，要在狭缝处加一个　　电压，产生交变电场的频率跟粒子运动的频率　　。 ⑷带电粒子获得的最大能量与D形盒　 　有关。 一：利用磁场控制带电粒子运动 1、运动时间的确定　　　　　　　　　　　利用偏转角（即圆心角α）与弦切角的关系，或者利用四边形的内角和等与360°计算出圆心角α的大小,由公式t=αT/ 360°可求出粒子在磁场中运动的时间 2.带电粒子做圆周运动的分析方法－圆心的确定 （１）已知入射方向和出射方向,可以通过入射点和出射点分别作垂直与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 （２）已知入射方向和出射点的位置时，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． 【例1】如图所示，一电量为q的带电粒子，（不计重力）自A点以V垂直射入磁感应强度为B，宽度为d的匀强磁场中，穿过磁场的速度方向与原来入射方向的夹角为300，则该电荷质量m是: ，穿过磁场所用的时间t为: —半径为： 解题关键： （1）确定运动轨迹所在圆的圆心 和半径 2.如图所示，在x轴上方有匀强磁场B，一个质量为m，带电量为-q的的粒子，以速度v从O点射入磁场，角已知，粒子重力不计，求 (1)粒子在磁场中的运动时间. (2)粒子离开磁场的位置. A．直线边界(进出磁场角度对称) B．圆形边界(沿径向入必沿径向出) 如从同一边界射入的粒子,从同一边界射出时,速度与边界的夹角相等,在圆形磁场区域内,沿径向射入的粒子,必沿径向射出. 二：带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动问题的解题步骤　　带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的解题方法——三步法：　　（1）画轨迹：即确定圆心，几何方法求半径并画出轨迹。　　（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、半径公式。 例1 三种粒子、、，它们以下列情况垂直进入同一匀强磁场，求它们的轨道半径之比。 ①具有相同速度； ③具有相同动能。 例2 如图所示，一质量为m，电荷量为q的粒子从容器A下方小孔S1飘入电势差为U的加速电场。然后让粒子垂直进入磁感应强度为B的磁场中做匀速圆周运动，最后打到照相底片D上，如图3所示。求 ①粒子进入磁场时的速率； ②粒子在磁场中运动的轨道半径。 【巩固提高】 1、阴极射线管中电子流有左向右，其上方放置一根通有如图所示电流的直导线，导线与阴极射线管平行，则阴极射线将（ ） A.向上偏转 B.向下偏转 C.向纸里偏转 D.向纸外偏转 2、如图，带负电的粒子以速度v从粒子源P处射出，图中匀强磁场的范围无限大，方向垂直纸面，则带电粒子的可能轨迹是（ ） A.a B.b C.c D.d 3、如图所示，在x轴上方存在着垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，一个不计重力的带电粒子从坐标原点O处以速度v进入磁场，粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与x轴正方向成120°角，若粒子穿过y轴正半轴后在磁场中到x轴的最大距离为a，则该粒子的比荷和所带电荷的正负是（ ） A. ，正电荷 B. ，正电荷 C. ，负电荷 D. ，负电荷 4、一带电粒子，沿垂直于磁场方向射入一匀强磁场，粒子的一段径迹如图，径迹上的每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（带电荷量不变），从图中情况可以确定（ ） A