:高考物理总复习讲义教案 第8章-第2讲磁场对运动电荷的作用

第2讲磁场对运动电荷的作用

知识一 洛伦兹力的方向和大小

1．洛伦兹力：磁场对运动电荷的作用力．

2．洛伦兹力的方向

(1)判断方法：左手定则

(2)方向特点：F⊥B，F⊥v。即F垂直于B和v决定的平面．(注意：B和v不一定垂直)．

3．洛伦兹力的大小

(1)v∥B时，洛伦兹力F＝0。

(2)v⊥B时，洛伦兹力F＝qvB。

(3)v＝0时，洛伦兹力F＝0。

(1)带电粒子在磁场中一定会受到磁场力的作用．(×)

(2)洛伦兹力的方向在特殊情况下可能与带电粒子的速度方向不垂直．(×)

知识二 带电粒子在匀强磁场中的运动

1．洛伦兹力的特点

洛伦兹力不改变带电粒子速度的大小，或者说，洛伦兹力对带电粒子不做功．

2．粒子的运动性质

(1)若v0∥B，则粒子不受洛伦兹力，在磁场中做匀速直线运动．

(2)若v0⊥B，则带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动．

3．半径和周期公式

(1)根据公式T＝，可知带电粒子在匀强磁场中的运动周期T与v成反比．(×)

(2)带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时，其运动半径与带电粒子的比荷有关．(√)

知识三 质谱仪和回旋加速器

1．质谱仪

(1)构造：如图8－2－1所示，由粒子源、加速电场、偏转磁场和照相底片等组成．

图8－2－1

(2)原理：①粒子由静止在加速电场中被加速，根据动能定理有qU＝mv2。②粒子在磁场中受洛伦兹力偏转，做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律，qBv＝。③由两式可得出需要研究的物理量，如粒子轨道半径、粒子质量、比荷r＝，m＝，＝。

2。

图8－2－2

回旋加速器

(1)构造：如图8－2－2所示，D1、D2是半圆金属盒，D形盒的缝隙处接交流电源．D形盒处于匀强磁场中．

(2)原理：交变电流的周期和粒子做圆周运动的周期相等，粒子在做圆周运动的过程中一次一次地经过D形盒缝隙，两盒间的电