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带电粒子在匀强磁场中的运动

更新时间:2024-01-08 文章作者: 信息来源: 阅读次数:


带电粒子在匀强磁场中的运动是高考必考的一类题型,往往最后一道压轴题就是这类题型。rGR物理好资源网(原物理ok网)


带电粒子在匀强磁场中的运动特点(下面只考虑仅受洛伦兹力的情况)rGR物理好资源网(原物理ok网)

1、如果带电粒子的速度方向与磁感应强度方向平行,带电粒子不受洛伦兹力,将做匀速直线运动。rGR物理好资源网(原物理ok网)

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带电粒子在磁场中做匀速直线运动rGR物理好资源网(原物理ok网)

2、如果带电粒子的速度方向与磁感应强度方向垂直,带电粒子将受到洛伦兹力作用,并且洛伦兹力方向始终和速度方向垂直,带电粒子将做匀速圆周运动,向心力由洛伦兹力提供。(带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动是考试的重点和难点)rGR物理好资源网(原物理ok网)

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带电粒子在磁场中做匀速圆周运动rGR物理好资源网(原物理ok网)

3、如果带电粒子的速度方向与磁感应强度方向即不平行又不垂直,则带电粒子将在磁场中做螺旋运动。rGR物理好资源网(原物理ok网)

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带电粒子在磁场中做螺旋运动rGR物理好资源网(原物理ok网)

带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动rGR物理好资源网(原物理ok网)

运动规律:洛伦兹力提供做匀速圆周运动所需要的向心力。rGR物理好资源网(原物理ok网)

F向=F洛=BvqrGR物理好资源网(原物理ok网)

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带电粒子做匀速圆周运动所需的向心F向=mv²/R,有由F向=Bvq。rGR物理好资源网(原物理ok网)

可得:Bvq=mv²/RrGR物理好资源网(原物理ok网)

(其中B表示磁感应强度,V表示带电粒子运动的额速率,q表示带电粒子的电荷量,m表示带电粒子的质量,R表示带电粒子做圆周运动的半径。)rGR物理好资源网(原物理ok网)

1、带电粒子做圆周运动的半径rGR物理好资源网(原物理ok网)

Bvq=mv²/RR=mv/BqrGR物理好资源网(原物理ok网)

从公式可以看出,带电粒子射入磁场中的速度越大,则在磁场中运动的半径R就越大。rGR物理好资源网(原物理ok网)

2、带电粒子做圆周运动的周期rGR物理好资源网(原物理ok网)

Bvq=mv²/R和T=2πR/V。rGR物理好资源网(原物理ok网)

可得:T=2πm/BqrGR物理好资源网(原物理ok网)

从公式可以看出,带电粒子在磁场中运动的周期与带电粒子的速度无关,只与带电粒子的种类和磁场有关。rGR物理好资源网(原物理ok网)

带电粒子在磁场中运动情况研究rGR物理好资源网(原物理ok网)

带电粒子在有界磁场中运动的典型模型rGR物理好资源网(原物理ok网)

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