带电离子在磁场中的运动(超全版)分解

课堂练习:
1、下列各图中带电粒子刚刚进入磁场，试判断 这时粒子所受洛伦兹力的方向
F L ×
× ×V×
× × ×
+
× ×
+
V
FL
+ +
V
+
V
V
垂直纸面向外 垂直纸面向里
FL
× × ×
FL
V
× × ×
× × ×
V
V
FL=0
FL=0
洛仑兹力的特点
1、洛伦兹力的大小：
v⊥
v∥B，F洛=0；v⊥B，F洛=qvB
2pm T qB
半径r跟速率v成正比.
2p r T v
周期T跟圆半径r和速率v均无关.
1.质子(p)和a粒子以相同的速率在同一匀强 磁场中做匀速圆周运动，轨道半径分别为 Rp 和 Ra ，周期分别为 Tp 和 Ta ，则下列选项正确 的是( ) A．Ra∶Rp=2∶1，Ta∶Tp=2∶1 B．Ra∶Rp=1∶1，Ta∶Tp=1∶1 C．Ra∶Rp=1∶1，Ta∶Tp=2∶1 D．Ra∶Rp=2∶1，Ta∶Tp=1∶1
图9312
2.关于带电粒子在磁场中的运动，下面说法错 误的是(不计重力)( A ) A ．粒子逆着磁感线射入磁场，磁场力做负功， 粒子的动能减少 B ．粒子垂直磁感线射入匀强磁场，其所受洛 伦兹力只改变它的速度方向，不改变速度的大小， 粒子将做匀速圆周运动 C ．无论沿任何方向射入磁场，洛伦兹力对粒 子都不做功 D ．粒子沿磁感线射入匀强磁场，它不受磁场 力作用，做匀速直线运动
v与B成θ时，F洛=qvBsinθ
2、洛伦兹力的方向：
v∥
F洛⊥B F洛⊥v F洛⊥vB平面
3、洛伦兹力的效果：只改变运动电荷速度的方 向，不改变运动电荷速度的大小。
重要结论：洛伦兹力永远不做功！
思考与讨论
1、通电导线在磁场 中所受的安培力就是 洛伦兹力的矢量和。
1、电子的速率v=3.0×106m/s,垂直射入匀强磁场中， 它受到的洛伦兹力大小为F=4.8×10–14牛，求①匀强 磁场的磁感应强度B的大小为多少？ ②若电子速率 为v=5.0 ×106m/s，它受到的洛伦兹力是多大？ 解： ①根据： F qvB F B qv
2、带电微粒：如带电小球、液滴、尘埃等。除非有 说明或明确的暗示以外，一般都考虑重力。
3、某些带电体是否考虑重力，要根据题目暗 示或运动状态来判定
例1、如图所示，螺线管两端加上交流电压，沿着螺线管轴线方向有一电子射入 ，则该电子在螺线管内将做（ B ） A．加速直线运动 B．匀速直线运动 C．匀速圆周运动 D．简谐运动
课堂练习
4、如图示，一带负电的小滑块从粗糙的斜面 顶端滑至底端时的速率为v；若加一个垂直纸 面向外的匀强磁场，并保证小滑块能滑至底 端，则它滑至底端时的速率将（ B ）
A、变大
B、变小
C、不变
D、条件不足，无法判断
磁场中的带电粒子一般可分为两类：
1、带电的基本粒子：如电子，质子，α粒子，正负 离子等。这些粒子所受重力和洛仑磁力相比在小得 多，除非有说明或明确的暗示以外，一般都不考虑 重力。（但并不能忽略质量）。
2．在匀强磁场中，一个带电粒子作匀速圆周 运动，如果又顺利垂直进入另一磁感应强 度为原来磁感应强度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．粒子速率减半，轨道半径变为原来的1/4 D．粒子的速率不变，周期减半
[3]一带电粒子，沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场， 粒子的一段径迹如图所示，径迹上每一小段都可以看成 圆弧，由于带电粒子使沿途空气电离，粒子的能量逐渐 减小(电量不变)则可判定( ) B A. 粒子从a到b，带正电；
判断下图中带电粒子（电量q，重力不计）所受洛伦 兹力的大小和方向：
× × ×B× × × × × × × × × × × × v + × × × × × × × × × ×
-
v
B
一、运动形式
1、匀速直线运动。 2、
在整个区域内存在垂直纸面向内的匀强磁场
v
F
+
+
1. 初速度为 v0 的电子，沿平行于通电直导线 的方向射入，直导线中电流方向与电子初始运 动方向如图9-3-12所示，则( A ) A．电子将向右偏转，速率不变 B．电子将向左偏转，速率改变 C．电子将向左偏转，速率不变 D．电子将向右偏转，速率改变
课堂练习
2、电子以初速度v垂直进入磁感应强度为B的
匀强磁场中,则( BD )
A、磁场对电子的作用力始终不变.
B、磁场对电子的作用力始终不做功
C、电子的速度始终不变.
D、电子的动能始终不变
课堂练习
3、一长直螺线管通有交流电，一个电子 以速度v沿着螺线管的轴线射入管内，则电子 在管内的运动情况是：( C ) A、匀加速运动 B、匀减速运动 C、匀速直线运动 D、在螺线管内来回往复运动
带电粒子在磁场中运动
思考：质量为m，电荷量为q的带正电粒子以速度v0垂直磁感 强度B射入匀强磁场中， 若不计粒子的重力，问: 带电粒子将作什么运动？为什么？ 带电粒子运动的半径和周期是多少？
v0
一、带电粒子在匀强磁场中的运动 运动规律
1)圆半径r
v qvB m r
2)周期T
2
mvቤተ መጻሕፍቲ ባይዱr qB
3.电荷量为+q的粒子，在匀强磁场中运动，下 面说法中正确的是( B ) A．只要速度大小相同，所受洛伦兹力就相同 B．某瞬时如果把+q改为-q，且速度反向而大 小不变，则洛伦兹力的大小、方向均不变 C．只要带电粒子在磁场中运动，它一定受洛 伦兹力作用 D．带电粒子受洛伦兹力越小，则该磁场的磁 感应强度越小
0.10 特
②根据：
F qvB
8.0 1014 牛
1.6 10
19
5.0 10 0.10
6
课堂练习
1、带电量为＋ q的粒子，在匀强磁场中运 动，下面说法正确的是（ B ） A 、只要速度大小相同，所受的洛伦兹力就 相同 B 、如果把＋ q 改为－ q ，且速度反向大小不 变，则所受的洛伦兹力大小、方向均不变 C 、只要带电粒子在磁场中运动，就一定受 洛伦兹力作用 D 、带电粒子受洛伦兹力小，则该磁场的磁 感应强度小
带电粒子在磁场中的受力
1、定义：运动电荷在磁场中受到的作用力，叫洛伦兹力。 方向 ：洛伦兹力的方向既跟磁场方 向垂直F⊥B，又跟电方荷的运动方 向垂直F⊥v，故洛伦兹力的方向总 是垂直于磁感线和运动电荷所在的 平面，即：F安⊥Bv平面 伸开左手： 磁感线——垂直穿入手心 四指—— v ①指向正电荷的运动方向 ②指向负电荷运动的反向 F洛 大拇指—— 所受洛伦兹力的方向