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带电粒子在均匀磁场中的运动是高考的必修科目。 占分较大,也是高考中的差异化题。 一般来说,高考的最后一题依赖的是带电粒子在均匀磁场中的运动。 运动的。
带电粒子在均匀磁场中作什么运动? (仅考虑洛伦兹力)
带电粒子在均匀磁场中的运动与带电粒子进入磁场的速度方向和磁场方向有关。
1、当带电粒子平行注入均匀磁场时,带电粒子不受洛伦兹力的影响物理资源网,以匀速直线运动。
2、当带电粒子垂直注入均匀磁场时匀强磁场,带电粒子将做匀速圆周运动,圆周运动的向心力由洛伦兹力提供。 这才是考试的重点! !
3、当带电粒子以一定角度θ注入均匀磁场时,带电粒子将作螺旋运动。
关注带电粒子垂直注入均匀磁场时的运动(高考重点!!)
带电粒子垂直注入均匀磁场中,做匀速圆周运动。 那么我们需要什么物理量来描述这种匀速圆周运动呢?
1、匀速圆周运动的半径R和周期T。
质点做圆周运动引起的向心力由洛伦兹力提供,可得:Bqν=mν²/R
可得带电粒子的运动半径R=mν/Bq
由T=2πR/ν,R=mν/Bq
可以得出带电粒子运动的周期T=2πm/Bq(周期T与速度无关!)
2. 找到圆心匀强磁场,确定半径,求出运动时间t。
找到圆的中心:
(1)圆周上速度方向的两条垂线的交点必须是圆心。如下图
(2) 给定圆周上的两点,连接两点的垂直线必须经过圆心。
固定半径:
(1)通过公式计算,如R=mν/Bq。
(2)通过几何关系计算,如勾股定理、三角函数、几何证明等。如下图所示,首先确定圆心,然后通过几何关系计算半径R=2d。
求运动时间 t:
由公式T=2πm/Bq,我们可以得到带电粒子在磁场中运动的时间t=θT/2π(θ的单位是弧度),或者t=θT/360(θ的单位是度)
带电粒子在均匀磁场中运动的经典例子