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高二物理下冊帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動知識點(diǎn)

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  帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動是高中物理常見考題,下面是學(xué)習(xí)啦小編給大家?guī)淼母叨锢硐聝詭щ娏W釉趧驈?qiáng)磁場中的運(yùn)動知識點(diǎn),希望對你有幫助。

  一、高二物理基礎(chǔ)知識:

  1、洛侖茲力

  洛倫茲力是運(yùn)動于電磁場的帶電粒子所受的力。通電導(dǎo)線所受到的安培力實(shí)際上是作用在運(yùn)動電荷上的洛侖茲力的。

  2、洛侖茲力的方向

  將左手掌攤平,讓磁感線穿過手掌心,四指表示正電荷運(yùn)動方向,則和四指垂直的大拇指所指方向即為洛倫茲力的方向。但須注意,運(yùn)動電荷是正的,大拇指的指向即為洛倫茲力的方向。反之,如果運(yùn)動電荷是負(fù)的,仍用四指表示電荷運(yùn)動方向,那么大拇指的指向的反方向?yàn)槁鍌惼澚Ψ较颉?/p>

  另一種對負(fù)電荷應(yīng)用左手定則的方法是認(rèn)為負(fù)電荷相當(dāng)于反向運(yùn)動的正電荷,用四指表示負(fù)電荷運(yùn)動的反方向,那么大拇指的指向就是洛倫茲力方向。

  3、洛侖茲力的方程

  在電動力學(xué)里,洛倫茲力(Lorentz force)是運(yùn)動于電磁場的帶電粒子所受的力。根據(jù)洛倫茲力定律,洛倫茲力可以用方程,稱為洛倫茲力方程,表達(dá)為: F=q(E+v×B)

  其中, F是洛倫茲力, q是帶電粒子的電荷量,E是電場強(qiáng)度, v是帶電粒子的速度, B是磁感應(yīng)強(qiáng)度。

  4、洛侖茲力作用效果特點(diǎn)

  由于洛侖茲力總是垂直于電荷運(yùn)動方向,因此洛侖茲力總是 功。它只能改變運(yùn)動電荷的速度 (即動量的方向),不能改變運(yùn)動電荷的速度 (或動能)。

  二、高二物理重點(diǎn)、疑點(diǎn):

  1、洛倫茲力公式F=qvB是如何推導(dǎo)的?

  直導(dǎo)線長L,電流為I,導(dǎo)體中運(yùn)動電荷數(shù)為n,截面積為S,電荷的電量為q,運(yùn)動速度為v,則安培力F′=ILB=nF

  F=q(E+v×B)

  因?yàn)镮=NqSv(N為單位體積內(nèi)的電荷數(shù))

  所以F= 式中n=NSL故F=qvB。

  2、如何確立帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動的圓心、半徑及運(yùn)動時間?

  (1)圓心的確定。因?yàn)槁鍌惼澚指向圓心,根據(jù)f⊥v,畫出粒子運(yùn)動軌跡上任意兩點(diǎn)(一般是射入和射出磁場的兩點(diǎn))的f的方向,其延長線的交點(diǎn)即為圓心。

  (2)半徑的確定和計(jì)算。圓心找到以后,自然就有了半徑(一般是利用粒子入、出磁場時的半徑)。半徑的計(jì)算一般是利用幾何知識,常用解三角形的方法及圓心角等于圓弧上弦切角的兩倍等知識。

  (3)在磁場中運(yùn)動時間的確定。利用圓心角與弦

  切角的關(guān)系,或者是四邊形內(nèi)角和等于360°計(jì)算出圓

  心角 的大小,由公式t= ×T可求出運(yùn)動時間。

  有時也用弧長與線速度的比。

  如圖所示,還應(yīng)注意到:

  ①速度的偏向角 等于弧AB所對的圓心角 。

 ?、谄蚪?與弦切角 的關(guān)系為: <180°, =2 ; >180°, =360°-2 ;

  (4)注意圓周運(yùn)動中有關(guān)對稱規(guī)律

  如從同一直線邊界射入的粒子,再從這一邊射出時,速度與邊界的夾角相等;在圓形磁場區(qū)域內(nèi),沿徑向射入的粒子,必沿徑向射出。

  3、電場和磁場對電荷作用的區(qū)別如何?

  (1)電荷在電場中一定要受到電場力的作用,而電荷在磁場中不一定受磁場力作用。只有相對于磁場運(yùn)動且運(yùn)動方向與磁場不平行的電荷才受磁場力的作用,而相對磁場靜止的電荷或雖運(yùn)動但運(yùn)動方向與磁場方向平行的電荷則不受磁場力作用.

  (2)電場對電荷作用力的大小僅決定于場強(qiáng)E和電荷量q,即F=qE,而磁場對電荷的作用力大小不僅與磁感應(yīng)強(qiáng)度B和電荷量q有關(guān),還與電荷運(yùn)動速度的大小v及速度方向與磁場方向的夾角 有關(guān),即,F(xiàn)=qvBsin .

  (3)電荷所受電場力的方向總是沿著電場線的切線(與電場方向相同或相反),而電荷所受磁場力的方向總是既垂直于磁場方向,又垂直于運(yùn)動方向(即垂直于磁場方向和運(yùn)動方向所決定的平面).

  (4)電荷在電場中運(yùn)動時,電場力要對運(yùn)動電荷做功(電荷在等勢面)運(yùn)動除外),而電荷在磁場中運(yùn)動時,磁場力一定不會對電荷做功。

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