内容发布更新时间 : 2024/6/13 15:26:59星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

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第4节 磁场对运动电荷的作用

——洛伦兹力

1．洛伦兹力是指磁场对运动________的作用力．洛伦兹力的方向用____________判定，其内容为：伸开________，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从________进入，并使四指指向____电荷运动的方向．这时________所指的方向就是运动的____电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向．负电荷受力的方向与正电荷受力的方向________．

洛伦兹力的方向始终与带电粒子的运动方向________，故洛伦兹力不改变带电粒子运动速度的大小，只改变粒子运动的方向．洛伦兹力对带电粒子__________．

2．若带电粒子运动方向与磁场方向垂直．则F洛＝________.若带电粒子运动方向与磁场方向平行时，则带电粒子所受洛伦兹力为____．

3．关于带电粒子所受洛伦兹力F、磁感应强度B和粒子速度v三者方向之间的关系，下列说法正确的是( )

A．F、B、v三者必定均保持垂直

B．F必定垂直于B、v，但B不一定垂直于v C．B必定垂直于F，但F不一定垂直于v D．v必定垂直于F、B，但F不一定垂直于B

4．垂直射入匀强磁场的带电粒子，在匀强磁场中做________________．洛伦兹力充当

2πr

__________．即Bqv＝____________________，所以r＝____________，由v＝，

T

得知T＝________________.

5．两个粒子，带电量相等，在同一匀强磁场中只受洛伦兹力而做匀速圆周运动( ) A．若速率相等，则半径必相等 B．若质量相等，则周期必相等 C．若动能相等，则周期必相等 D．若质量相等，则半径必相等

【概念规律练】

知识点一 洛伦兹力的方向

1．如图1所示，匀强磁场的磁感应强度为B，带电粒子的速率为v，带电荷量为q，求各带电粒子所受洛伦兹力的大小和方向．

1

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图1

知识点二 洛伦兹力的特点

2．带电荷量为＋q的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，则洛伦兹力的大小、方向均不变 C．洛伦兹力方向一定与电荷运动方向垂直，磁场方向一定与电荷运动方向垂直 D．粒子在只受到洛伦兹力作用时运动的动能不变 知识点三 带电粒子在匀强磁场中的圆周运动

3．在匀强磁场中，一个带电粒子做匀速圆周运动，如果又垂直进入另一磁感应强度是原来的磁感应强度2倍的匀强磁场，则( )

A．粒子的速率加倍，周期减半 B．粒子的速率不变，轨道半径减半

C．粒子的速率减半，轨道半径为原来的四分之一 D．粒子的速率不变，周期减半

知识点四 带电粒子在有界磁场中的圆周运动

4.如图2所示，一束电子的电荷量为e，以速度v垂直射入磁感应强度为B、宽度为d的有界匀强磁场中，穿过磁场时的速度方向与原来电子的入射方向的夹角是30°，则电子的质量是多少？电子穿过磁场的时间又是多少？

图2

【方法技巧练】

一、在洛伦兹力作用下 5.如图3所示，一个带负电的滑环套在水平且足够长的粗糙的绝缘杆上，整个装置处于方向如图所示的匀强磁场B中．现给滑环施以一个水平向右的瞬时速度，使其由静止开始运动，则滑环在杆上的运动情况可能是( )

图3

A．始终做匀速运动

B．先做减速运动，最后静止于杆上

2

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C．先做加速运动，最后做匀速运动 D．先做减速运动，最后做匀速运动

二、带电粒子在磁场中运动时间的确定方法

6.如图4所示，半径为r的圆形空间内，存在着垂直于纸面向外的匀强磁场，一个带电粒子(不计重力)，从A点沿半径方向以速度v0垂直于磁场方向射入磁场中，并由B点射出，且∠AOB＝120°，则该粒子在磁场中运动的时间为( )

图4

A.

2πr23πrπr3πr

B.C. D. 3v03v03v03v0

1．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

2．运动电荷进入磁场后(无其他力作用)可能做( ) A．匀速圆周运动B．匀速直线运动 C．匀加速直线运动 D．平抛运动

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3．有三束粒子，分别是质子(p)、氚核(1H)和α粒子(2He)束，如果它们以相同的速度沿垂直于磁场方向射入匀强磁场(磁场方向垂直纸面向里)，在下面所示的四个图中，能正确表示出这三束粒子运动轨迹的是( )

4．带电粒子进入云室会使云室中的气体电离，从而显示其运动轨迹．如图5所示是在有匀强磁场的云室中观察到的粒子的轨迹，a和b是轨迹上的两点，匀强磁场B垂直于纸面向里．该粒子在运动时，其质量和电荷量不变，而动能逐渐减少，下列说法正确的是( )

图5

A．粒子先经过a点，再经过b点 B．粒子先经过b点，再经过a点 C．粒子带负电 D．粒子带正电

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5．质子(1H)和α粒子(2He)在同一匀强磁场中做半径相同的圆周运动．由此可知质子的动能E1和α粒子的动能E2之比E1∶E2等于( )

A．4∶1 B．1∶1 C．1∶2 D．2∶1

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