第九章 第2讲

第第2讲讲磁场对运动电荷的作用磁场对运动电荷的作用一、洛伦兹力的大小和方向1．定义：磁场对运动电荷的作用力．2．大小(1)v∥B时，F＝0；(2)v⊥B时，F＝qvB；(3)v与B的夹角为θ时，F＝qvBsinθ.3．方向(1)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；(2)方向特点：F⊥B，F⊥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．自测1带电荷量为＋q的不同粒子在匀强磁场中运动，下列说法中正确的是()A．只要速度大小相同，所受洛伦兹力就相同B．如果把＋q改为－q，且速度反向、大小不变，则其所受洛伦兹力的大小、方向均不变C．洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直，磁场方向一定与电荷运动方向垂直D．粒子在只受洛伦兹力作用下运动的动能、速度均不变答案B二、带电粒子在匀强磁场中的运动1．若v∥B，带电粒子以入射速度v做匀速直线运动．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做匀速圆周运动．3．基本公式(1)向心力公式：qvB＝mv2r；(2)轨道半径公式：r＝mvBq；(3)周期公式：T＝2πmqB.注意：带电粒子在匀强磁场中运动的周期与速率无关．自测2在探究射线性质的过程中，让质量为m1、带电荷量为2e的α粒子和质量为m2、带电荷量为e的β粒子，分别垂直于磁场方向射入同一匀强磁场中，发现两种粒子沿半径相同的圆轨道运动．则α粒子与β粒子的动能之比是()A.m1m2B.m2m1C.m14m2D.4m2m1答案D解析粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律，有：qvB＝mv2r，动能为：Ek＝12mv2，联立可得：Ek＝q2r2B22m，由题意知α粒子和β粒子所带电荷量之比为2∶1，故α粒子和β粒子的动能之比为：EkαEkβ＝q12m1q22m2＝4m2m1，故D正确．1．洛伦兹力及带电粒子在磁场中的运动带电粒子在磁场中的运动所受洛伦兹力大小v∥B时，F＝0；v⊥B时，F＝qvB；v＝0时，F＝0方向方向判定左手定则(注意四指指向正电荷运动方向，负电荷运动反方向)方向特点F⊥B，F⊥v运动v∥B匀速直线运动v⊥B匀速圆周运动(洛伦兹力提供向心力：F＝qvB＝mv2r)：半径r＝mvqB，周期T＝2πmqB2.带电粒子在有界磁场中的运动解题要点：定圆心―→画