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带电粒子在磁场中如何运动 如何受力

更新时间:2024-04-26

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资源介绍

带电离子在磁场中运动,并且切割磁感线,就受力,这个力命名为洛伦兹力,洛伦兹力方向与运动方向时时垂直,而且洛伦兹力不做功,洛伦兹力大小f=qvB.如果与磁感线方向平行,那么就不受洛伦兹力,如果与磁感线方向有一定的夹角,那么运动的就是螺旋运动,仿佛弹簧一般!FXY物理好资源网(原物理ok网)

关于带电粒子在磁场中的运动,下列说法正确的是: A.带电粒子飞入匀强磁场后,一定做匀速圆周运动

CD



试题分析:A、带电粒子只有在垂直于磁场方向飞入磁场后,才做匀速圆周运动;错误
B、带电粒子飞入匀强磁场后做匀速圆周运动时,速度大小不变,方向时刻变化;错误
C、由左手定则知,洛伦兹力与速度方向始终垂直,则带电粒子飞入匀强磁场后做匀速圆周运动时,洛仑兹力的方向总和运动方向垂直;正确
D、带电粒子飞入匀强磁场后做匀速圆周运动时,速度大小不变,动能一定保持不变;正确
故选CD
点评:注意带电粒子进入磁场后所受洛伦兹力的方向既垂直于v又垂直于B;决定洛伦兹力方向的因素有三个:电荷的电性(正或负)、速度方向、磁感应强度的方向.FXY物理好资源网(原物理ok网)

带电粒子在磁场的运动

这个题,先解前半部分:当粒子速度方向与ab成30°角时,粒子在磁场中运动的时间最长。所以粒子偏转的轨迹要求最长,也即粒子偏转轨迹对应的弦长要最大,即偏转轨迹弦长必须是半径。
画出图,利用偏转角关系,可求出此时此时偏转角是60度,同时求出粒子偏转半径为2R(R为磁场半径)。
后来粒子也经时间t飞出磁场。这里隐含一个结论:粒子在磁场中运动的角速度w,是一个与线速度无关的量:w=qB/m 所以粒子偏转的偏转角一定是60度。画出偏转图像,求出后来的偏转半径为√3R(R为磁场半径)。
所以前后粒子速度比就等于半径之比,即解出后来速度为√(3)/2 vFXY物理好资源网(原物理ok网)

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