高中物理知識點(diǎn)總結(jié) 8.1磁場對運(yùn)動電荷的作用課件 選修31

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1、一、洛倫茲力的大小和方向1洛倫茲力的大小FBqvsin ，為v與B的夾角，如圖所示(1)vB時(shí)，洛倫茲力F_(0或180)(2)vB時(shí)，洛倫茲力F_(90)(3)v0時(shí)，洛倫茲力F_ 2洛倫茲力的方向 (1)判定方法：用左手定則，注意四指應(yīng)指向電流的方向即正電荷運(yùn)動的方向或負(fù)電荷運(yùn)動的反方向 (2)方向特點(diǎn)：FB，F(xiàn)v，即F垂直于_決定的平面(注意B和v可以有任意夾角) 安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，但各自的表現(xiàn)形式不同，洛倫茲力對運(yùn)動電荷永遠(yuǎn)_做功，而安培力對通電導(dǎo)線可做_功，可做_功，也可_做功二、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動在帶電粒子只受洛倫茲力作用的條件下(電子、質(zhì)子、粒子等微觀粒子的重力

2、通常忽略不計(jì))，中學(xué)物理只研究帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的兩種典型的運(yùn)動1若vB，帶電粒子不受洛倫茲力，在勻強(qiáng)磁場中做_運(yùn)動2若vB，帶電粒子僅受洛倫茲力作用，在垂直于磁感線的平面內(nèi)以入射速度v做_運(yùn)動(1)向心力由洛倫茲力提供：qvB_； (2)軌道半徑公式：R_； T、f和的特點(diǎn)： T、f和的大小與軌道半徑R和運(yùn)行速率v_，只與磁場的_和粒子的_有關(guān) 1洛倫茲力的大小FqvBsin 中的是粒子速度方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向的夾角 2有關(guān)洛倫茲力的方向的理解 (1)由于電荷有正負(fù)之分，故四指指向正電荷運(yùn)動的方向或負(fù)電荷運(yùn)動的反方向，即相當(dāng)于電流的方向，所以運(yùn)動方向相同時(shí)負(fù)電荷受力的方向與正電荷受力的方向

3、相反 (2)洛倫茲力的方向既與磁場方向垂直，又與電荷的運(yùn)動方向垂直，即洛倫茲力垂直于v和B所決定的平面 (3)洛倫茲力始終和粒子的運(yùn)動方向垂直，所以洛倫茲力對運(yùn)動電荷不做功，只改變電荷的速度方向，不改變電荷的速度大小 3洛倫茲力與安培力的聯(lián)系及區(qū)別 (1)安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，二者是性質(zhì)相同的力，都是磁場力 (2)安培力可以做功，而洛倫茲力對運(yùn)動電荷不做功 1當(dāng)vB時(shí)，帶電粒子所受的洛倫茲力F0，帶電粒子將在勻強(qiáng)磁場中做勻速直線運(yùn)動 2當(dāng)vB時(shí)，帶電粒子在洛倫茲力FqvB的作用下做勻速圓周運(yùn)動 (2)處理帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的圓周運(yùn)動問題，其本質(zhì)是平面幾何知識與物理知識的綜合運(yùn)用，重要的

4、是正確建立完整的物理模型，畫出準(zhǔn)確、清晰的運(yùn)動軌跡 (3)粒子在磁場中運(yùn)動的對稱規(guī)律：從同一邊界射入的粒子，從同一邊界射出時(shí)，速度與邊界的夾角相等，從圓形磁場區(qū)域內(nèi)，沿徑向射入的粒子，必沿徑向射出2圓心的確定方法(依據(jù)：圓心一定在與速度方向垂直的直線上)(1)已知入射點(diǎn)、入射方向和出射點(diǎn)、出射方向時(shí)，可以通過入射點(diǎn)和出射點(diǎn)作垂直于入射方向和出射方向的直線，兩條直線的交點(diǎn)就是圓弧軌道的圓心，如圖所示，圖中P為入射點(diǎn)，M為出射點(diǎn) (2)已知入射點(diǎn)、入射方向和出射點(diǎn)的位置時(shí)，可以通過入射點(diǎn)作入射方向的垂線，連線入射點(diǎn)和出射點(diǎn)，作其線段的中垂線，這兩條垂線的交點(diǎn)就是圓弧軌道的圓心，如圖所示，圖中P為入

5、射點(diǎn)，M為出射點(diǎn)4確定帶電粒子運(yùn)動圓弧所對圓心角的兩個(gè)重要結(jié)論(1)帶電粒子射出磁場的速度方向與射入磁場的速度方向之間的夾角叫做偏向角，偏向角等于圓弧軌道PM對應(yīng)的圓心角，即，如圖所示 (2)圓弧軌道PM所對圓心角等于PM弦與切線的夾角(弦切角)的2倍，即2，如上圖所示帶電粒子在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動，由于多種因素的影響，使問題形成多解，多解形成原因一般包含下述幾個(gè)方面1帶電粒子電性不確定形成多解受洛倫茲力作用的帶電粒子，可能帶正電荷，也可能帶負(fù)電荷，在相同的初速度條件下，正負(fù)粒子在磁場中運(yùn)動軌跡不同，導(dǎo)致形成雙解2磁場方向不確定形成多解有些題目只告訴了磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，而未具體指出磁感應(yīng)強(qiáng)度方向，此時(shí)必須考慮磁感應(yīng)強(qiáng)度方向不確定而形成的雙解3臨界狀態(tài)不唯一形成多解如圖所示，帶電粒子在洛倫茲力作用下飛越有界磁場時(shí)，由于粒子運(yùn)動軌跡是圓弧狀，因此，它可能穿過去了，也可能轉(zhuǎn)過180從入射界面這邊反向飛出，于是形成了多解4運(yùn)動的往復(fù)性形成多解帶電粒子在部分是電場、部分是磁場的空間運(yùn)動時(shí)，往往運(yùn)動具有往復(fù)性，因而形成多解