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帶電粒子在均勻磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)是高考的必修科目。 占分較大,也是高考中的差異化題。 一般來說,高考的最后一題依賴的是帶電粒子在均勻磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)。 運(yùn)動(dòng)的。
帶電粒子在均勻磁場(chǎng)中作什么運(yùn)動(dòng)? (僅考慮洛倫茲力)
帶電粒子在均勻磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)與帶電粒子進(jìn)入磁場(chǎng)的速度方向和磁場(chǎng)方向有關(guān)。
1、當(dāng)帶電粒子平行注入均勻磁場(chǎng)時(shí),帶電粒子不受洛倫茲力的影響物理資源網(wǎng),以勻速直線運(yùn)動(dòng)。
2、當(dāng)帶電粒子垂直注入均勻磁場(chǎng)時(shí)勻強(qiáng)磁場(chǎng),帶電粒子將做勻速圓周運(yùn)動(dòng),圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由洛倫茲力提供。 這才是考試的重點(diǎn)! !
3、當(dāng)帶電粒子以一定角度θ注入均勻磁場(chǎng)時(shí),帶電粒子將作螺旋運(yùn)動(dòng)。
關(guān)注帶電粒子垂直注入均勻磁場(chǎng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)(高考重點(diǎn)!!)
帶電粒子垂直注入均勻磁場(chǎng)中,做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。 那么我們需要什么物理量來描述這種勻速圓周運(yùn)動(dòng)呢?
1、勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R和周期T。
質(zhì)點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)引起的向心力由洛倫茲力提供,可得:Bqν=mν2/R
可得帶電粒子的運(yùn)動(dòng)半徑R=mν/Bq
由T=2πR/ν,R=mν/Bq
可以得出帶電粒子運(yùn)動(dòng)的周期T=2πm/Bq(周期T與速度無關(guān)!)
2. 找到圓心勻強(qiáng)磁場(chǎng),確定半徑,求出運(yùn)動(dòng)時(shí)間t。
找到圓的中心:
(1)圓周上速度方向的兩條垂線的交點(diǎn)必須是圓心。如下圖
(2) 給定圓周上的兩點(diǎn),連接兩點(diǎn)的垂直線必須經(jīng)過圓心。
固定半徑:
(1)通過公式計(jì)算,如R=mν/Bq。
(2)通過幾何關(guān)系計(jì)算,如勾股定理、三角函數(shù)、幾何證明等。如下圖所示,首先確定圓心,然后通過幾何關(guān)系計(jì)算半徑R=2d。
求運(yùn)動(dòng)時(shí)間 t:
由公式T=2πm/Bq,我們可以得到帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t=θT/2π(θ的單位是弧度),或者t=θT/360(θ的單位是度)
帶電粒子在均勻磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的經(jīng)典例子