江寧高級(jí)中學(xué)08屆高三一輪復(fù)習(xí)電磁感應(yīng)教學(xué)案

§3洛倫茲力帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)一、洛倫茲力1.產(chǎn)生IBIBF安F計(jì)算公式的推導(dǎo)：如圖所示，整個(gè)導(dǎo)線受到的磁場(chǎng)力（安培力）為=BIL；其中I=nesv；設(shè)導(dǎo)線中共有N個(gè)自由電子N=nsL；每個(gè)電子受的磁場(chǎng)力為F，則F安=NF。由以上四式可得F=qvB。條件是v與B垂直。當(dāng)v與B成θ角時(shí)，F(xiàn)=qvBsinθ。2、大?。寒?dāng)v∥B時(shí)，f=0；當(dāng)v⊥B時(shí)，f=qvB.3、方向：用左手定則判定.其中四指方向應(yīng)指向正電荷的運(yùn)動(dòng)方向或與負(fù)電荷的運(yùn)動(dòng)方向相反.4、洛侖茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷不做功：無(wú)論電荷的運(yùn)動(dòng)情況如何，洛侖茲力的方向始終與電荷運(yùn)動(dòng)方向垂直，洛侖茲力只改變速度的方向，不改變速度的大小.洛侖茲力雖然對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷不做功，但對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷可施加沖量.二．帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)：（1）當(dāng)v∥B時(shí)，帶電粒子作平行于磁感線的勻速直線運(yùn)動(dòng).（2）當(dāng)v⊥B時(shí)，帶電粒子在垂直于磁場(chǎng)的平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛侖茲力作向心力，軌道半徑，周期1、帶電粒子在半無(wú)界磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)OBSvθP【例1】一個(gè)負(fù)離子，質(zhì)量為m，電量大小為q，以速率v垂直于屏S經(jīng)過(guò)小孔O射入存在著勻強(qiáng)磁場(chǎng)的真空室中，如圖所示。磁感應(yīng)強(qiáng)度OBSvθP（1）求離子進(jìn)入磁場(chǎng)后到達(dá)屏S上時(shí)的位置與O點(diǎn)的距離.（2）如果離子進(jìn)入磁場(chǎng)后經(jīng)過(guò)時(shí)間t到達(dá)位置P，證明:直線OP與離子入射方向之間的夾角θ跟t的關(guān)系是?！纠?】．如圖所示，在y＜0的區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于xy平面并指向紙里，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.一帶負(fù)電的粒子（質(zhì)量為m、電荷量為q）以速度v0從O點(diǎn)射入磁場(chǎng)，入射方向在xy平面內(nèi)，與x軸正向的夾角為θ.求：（1）該粒子射出磁場(chǎng)的位置；（2）該粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間.（粒子所受重力不計(jì)）2．穿過(guò)圓形磁場(chǎng)區(qū)。O＇MNLA【例3】圓心為O、半徑為r的圓形區(qū)域中有一個(gè)磁感強(qiáng)度為B、方向?yàn)榇怪庇诩埫嫦蚶锏膭驈?qiáng)磁場(chǎng)，與區(qū)域邊緣的最短距離為L(zhǎng)的O＇處有一豎直放置的熒屏MN，今有一質(zhì)量為m的電子以速率v從左側(cè)沿OOO＇MNLAPPOOAv0B【例4】創(chuàng)新設(shè)計(jì)P1433Oyxabvv【例5】如圖所示,一帶電質(zhì)點(diǎn),質(zhì)量為m,電量為q,以平行于Ox軸的速度v從y軸上的a點(diǎn)射入圖中第一象限所示的區(qū)域.為了使該質(zhì)點(diǎn)能從x軸上的b點(diǎn)以垂直于Ox軸的速度v射出,可在適當(dāng)?shù)牡胤郊右粋€(gè)垂直于xy平面、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)Oyxabvv3．穿過(guò)矩形磁場(chǎng)區(qū)。【例6】創(chuàng)新設(shè)計(jì)P142【例1】【例7】創(chuàng)新設(shè)計(jì)P1432三、針對(duì)訓(xùn)練1．如圖所示，豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)穿過(guò)光滑的絕緣水平面，平面上一個(gè)釘子O固定一根細(xì)線，細(xì)線的另一端系一帶電小球，小球在光滑水平面內(nèi)繞O做勻速圓周運(yùn)動(dòng).在某時(shí)刻細(xì)線斷開(kāi)，小球仍然在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法一定錯(cuò)誤的是A.速率變小，半徑變小，周期不變B.速率不變，半徑不變，周期不變C.速率不變，半徑變大，周期變大D.速率不變，半徑變小，周期變小2．如圖所示，x軸上方有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng).有兩個(gè)質(zhì)量相同，電荷量也相同的帶正、負(fù)電的離子（不計(jì)重力），以相同速度從O點(diǎn)射入磁場(chǎng)中，射入方向與x軸均夾θ角.則正、負(fù)離子在磁場(chǎng)中A.運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同B.運(yùn)動(dòng)軌道半徑相同C.重新回到x軸時(shí)速度大小和方向均相同D.重新回到x軸時(shí)距O點(diǎn)的距離相同MNBOv3、如圖直線MN上方有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。正、負(fù)電子同時(shí)從同一點(diǎn)O以與MN成30°角的同樣速度v射入磁場(chǎng)（電子質(zhì)量為MNBOvyyxoBvvaO/4、一個(gè)質(zhì)量為m電荷量為q的帶電粒子從x軸上的P（a，0）點(diǎn)以速度v，沿與x正方向成60°的方向射入第一象限內(nèi)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，并恰好垂直于y軸射出第一象限。求勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B和射出點(diǎn)的坐標(biāo)。5．電子自靜止開(kāi)始經(jīng)M、N板間（兩板間的電壓為u）的