教科版高三物理选修3-1 同步导学案 第3章 4 磁场对运动电荷的作用——洛伦兹力
教科版高三物理选修3-1 同步导学案 第3章 4 磁场对运动电荷的作用——洛伦兹力第3页

(1)在匀强磁场中做匀速圆周运动的带电粒子的轨道半径跟粒子的运动速率成正比.(√)

(2)带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期与轨道半径成正比.(×)

(3)运动电荷在匀强磁场中做圆周运动的周期随速度增大而减小.(×)

(4)运动电荷进入磁场后(无其他场)可能做匀速圆周运动,不可能做类平抛运动.(√)

一、洛伦兹力的大小和方向

例1 如图3所示,各图中的匀强磁场的磁感应强度均为B,带电粒子的速率均为v,带电荷量均为q.试求出图中带电粒子所受洛伦兹力的大小,并指出此时洛伦兹力的方向.

图3

答案 (1)qvB 垂直v指向左上方

(2)qvB 垂直纸面向里

(3)不受洛伦兹力

(4)qvB 垂直v指向左上方

解析 (1)因v⊥B,所以F洛=qvB,方向垂直v指向左上方.

(2)v与B的夹角为30°,将v分解成垂直磁场的分量和平行磁场的分量,v⊥=vsin 30°,F洛=qvBsin 30°=qvB.方向垂直纸面向里.

(3)由于v与B平行,所以不受洛伦兹力.

(4)v与B垂直,F洛=qvB,方向垂直v指向左上方.

计算洛伦兹力的大小时,应注意弄清v与磁感应强度B的方向关系.当v⊥B时,洛伦兹力F洛=qvB,当v∥B时,F洛=0,当v与B成θ角(0°<θ<90°)时,应将v(或B)进行分解取它们垂直的分量计算.

二、带电粒子在磁场中的直线运动