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1．洛倫茲力(1)大?。篎＝(θ為B與v之間的夾角)．當θ＝0時，F(xiàn)＝0；當θ＝90時，F(xiàn)＝.(2)方向：由判定(注意正、負電荷的不同)．F一定垂直于與所決定的平面，但B與v不一定相互垂直．,qvBsinθ,qvB,左手定則,B,v,2．帶電粒子在勻強磁場中的運動(1)若v∥B，帶電粒子所受的洛倫茲力F＝0，因此帶電粒子以速度v做運動．(2)若v⊥B，帶電粒子在垂直于磁感線的方向以入射速度v做運動．,勻速直線,圓周,,,,,,,,,,,,,,,3．電視顯像管的工作原理電視顯像管(如圖所示)是應用電子束的原理來工作的，使電子束偏轉的磁場是由兩對產(chǎn)生的．顯像管工作時，由陰極發(fā)射電子束，靠磁場來使電子束偏轉，實現(xiàn)電視技術中的掃描，使整個熒光屏都發(fā)光．,偏轉,偏轉線圈,4．質譜儀(1)質譜儀的原理示意圖及結構圖如圖所示．,Uq,,Bqv,(2)加速條件：交變電壓的周期和粒子做圓周運動的周期．,相等,(即時鞏固解析為教師用書獨有)考點一洛倫茲力1．洛倫茲力和安培力的關系(1)洛倫茲力是單個運動電荷在磁場中受到的作用力，而安培力是整個通電導體在磁場中受到的作用力，安培力是導體中所有形成電流的定向移動的電荷受到的洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)．,(2)由安培力的公式F＝BILsinθ，推導洛倫茲力的表達式．①磁場與導線垂直時：如圖所示，設有一段長度為L的通電導線，橫截面積為S，單位體積中含有的自由電荷數(shù)為n，每個自由電荷的電荷量為q，定向移動的平均速度為v.現(xiàn)將其垂直于磁場方向放入磁感應強度為B的磁場中，有：,導線中的電流為I＝nqvS，導線所受安培力為F安＝ILB＝nqvSLB，這段導線中含有的運動電荷數(shù)為nLS，②當導線中自由電子定向移動的速度和磁場方向不垂直時：F洛＝qvBsinθ(θ為v與B的夾角)．,2．洛倫茲力和電場力的比較,【技巧提示】在用左手定則判定洛倫茲力的方向時，許多同學不辨電荷的正負就急于用左手定則去判定，沒有理解電流方向跟正、負電荷定向移動方向之間的關系．,【案例1】(2009安徽理綜)右圖是科學史上一張著名的實驗照片，顯示一個帶電粒子在云室中穿過某種金屬板運動的徑跡．云室放置在勻強磁場中，磁場方向垂直照片向里．云室中橫放的金屬板對粒子的運動起阻礙作用．分析此徑跡可知粒子()A．帶正電，由下往上運動B．帶正電，由上往下運動C．帶負電，由上往下運動D．帶負電，由下往上運動,【答案】A,【即時鞏固1】(2009廣東理科基礎)帶電粒子垂直勻強磁場方向運動時，會受到洛倫茲力的作用．下列表述正確的是()A．洛倫茲力對帶電粒子做功B．洛倫茲力不改變帶電粒子的動能C．洛倫茲力的大小與速度無關D．洛倫茲力不改變帶電粒子的速度方向,【解析】根據(jù)洛倫茲力的特點，洛倫茲力對帶電粒子不做功，A錯，B對．根據(jù)F＝qvB，可知大小與速度有關．洛倫茲力的效果就是改變物體的運動方向，不改變速度的大?。敬鸢浮緽,考點二帶電粒子在勻強磁場(有界)中做勻速圓周運動的分析方法帶電粒子在有界磁場中的運動問題綜合性較強，解這類問題既要用到洛倫茲力、圓周運動的知識，又要用到數(shù)學知識．許多同學對解答這類問題頗感困惑，現(xiàn)將此類問題的分析思路歸納如下．1．圓心的確定帶電粒子進入一個有界勻強磁場后，其運動軌跡是一段圓?。绾未_定圓心是解決問題的前提，也是解題的關鍵．從理論上判斷，圓心一定在與速度方向垂直的直線上．在實際問題中，通常采用以下兩種方法：,(1)圓的切線垂直于過切點的直徑已知入射方向和出射方向時，可過入射點和出射點分別作垂直于入射方向和出射方向的直線，兩條直線的交點就是圓弧軌道的圓心．如圖甲所示，圖中P為入射點，M為出射點．甲乙,(2)弦的中垂線過圓心已知入射點和出射點時，可以過入射點作入射方向的垂線，連接入射點和出射點，作其中垂線，這兩條垂線的交點就是圓弧軌道的圓心．如圖乙所示，P為入射點，M為出射點．,2．半徑的確定和計算利用平面幾何知識，求出該圓的可能半徑(或圓心角)，并需注意以下兩個重要的幾何特點：(1)粒子速度的偏向角φ等于回旋角α，并等于弦AB與切線的夾角(弦切角)θ的2倍(如圖所示)，即φ＝α＝2θ＝ωt.(2)相對的弦切角θ相等，與相鄰的弦相角(θ′)互補，即θ＋θ′＝180.,【案例2】(2010江蘇高考)如圖所示，在勻強磁場中附加另一勻強磁場，附加磁場位于圖中陰影區(qū)域，附加磁場區(qū)域的對稱軸OO′與SS′垂直．a(chǎn)、b、c三個質子先后從S點沿垂直于磁場的方向射入磁場，它們的速度大小相等，b的速度方向與SS′垂直，a、c的速度方向與b的速度方向間的夾角分別為α、β，且α>β.三個質子經(jīng)過附加磁場區(qū)域后能到達同一點S′，則下列說法中正確的有(),A．三個質子從S運動到S′的時間相等B．三個質子在附加磁場以外區(qū)域運動時，運動軌跡的圓心均在OO′軸上C．若撤去附加磁場，a到達SS′連線上的位置距S點最近D．附加磁場方向與原磁場方向相同,【解析】帶電粒子在磁場中的回旋時間與回旋角成正比．由圖知φc>φb>φa，可知tc>tb>ta，A選項錯誤．三個質子在勻強磁場中軌道半徑相等，即S到圓心的距離相等，所以三個圓心不可能都出現(xiàn)在OO′軸上，B項錯誤．若撤去附加磁場后，b質子經(jīng)半圓打在SS′連線最遠，a質子初速度方向與SS′線夾角最小，落點最近，故C項正確．圓心都在弧線一側，所以附加磁場與原磁場方向相同，D項正確．【答案】C、D,【即時鞏固2】質譜儀可測定同位素的組成．現(xiàn)有一束一價的鉀39和鉀41離子經(jīng)電場加速后，沿著與磁場和邊界均垂直的方向進入勻強磁場中，如圖所示．測試時規(guī)定加速電壓大小為U0，但在實驗過程中加速電壓有較小的波動，可能偏大或偏小ΔU.為使鉀39和鉀41打在照相底片上的區(qū)域不重疊，ΔU不得超過多少？(不計離子的重力),由此式可知，在B、q、U相同時，m小的半徑小，所以鉀39半徑小，鉀41半徑大；在B、q、m相同時，U大的半徑大．,考點三洛倫茲力作用下帶電粒子圓周運動的多解性問題帶電粒子在洛倫茲力作用下做勻速圓周運動，由于多種因素的影響，問題形成多解．形成多解的原因一般可分為下述幾個方面．1．帶電粒子的帶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，也可能帶負電荷，在初速度相同的條件下，正、負粒子在磁場中的運動軌跡不同，導致形成多解．,2．磁場方向不確定形成多解有些題目只告訴了磁感應強度大小，而未具體指出磁感應強度方向，此時必須要考慮由于磁感應強度方向不確定而形成的多解．3．臨界狀態(tài)不唯一形成多解帶電粒子在洛倫茲力作用下飛越有界磁場時，由于粒子運動軌跡是圓弧狀，它可能穿過去了，也可能轉過180從入射界面反向飛出，如圖所示，于是形成了多解．,4．由于運動的往復性形成多解帶電粒子在部分是電場、部分是磁場的空間運動時，運動往往具有往復性，從而形成多解．,(1)若兩狹縫平行且盤靜止[如圖(c)]，某一粒子進入磁場后，豎直向下打在感光板中心點M上，求該粒子在磁場中運動的時間t；(2)若兩狹縫夾角為θ0，盤勻速轉動，轉動方向如圖(b)．要使穿過N1、N2的粒子均打到感光板P1P2連線上，試分析盤轉動角速度ω的取值范圍(設通過N1的所有粒子在盤旋轉一圈的時間內都能到達N2)．,【即時鞏固3】M、N兩極板距為d，板長均為5d，兩板均未帶電，板間有垂直紙面的勻強磁場，如圖所示．令一大群電子沿平行于板的方向從各處以速度v射入板間，為了使電子都不從板間穿出，求磁感應強度B的范圍．,