第3节磁场对运动电荷的作用
【考纲知识梳理】
一、洛仑兹力的大小和方向:
1、洛伦兹力的大小计算:F=qvBsinα(α为v与B的夹角)
(1)当v⊥B时,f洛最大,f洛= q B v(式中的v是电荷相对于磁场的速度)
(2)当v// B时,f洛=0做匀速直线运动。
(3)v=0,F=0,即磁场对静止电荷无作用力,只对运动电荷产生作用力。
2、洛伦兹力的方向
(1)洛伦兹力F的方向既垂直于磁场B的方向,又垂直于运动电荷的速度v的方向,即F总是垂直于B和v所在的平面.
(2)洛伦兹力方向(左手定则):伸出左手,让姆指跟四指垂直,且处于同一平面内,让磁感线穿过手心,四指指向正电荷运动方向(当是负电荷时,四指指向与电荷运动方向相反)则姆指所指方向就是该电荷所受洛伦兹力的方向.
二、带电粒子在匀强磁场中的运动
1、分三种情况:一是匀速直线运动;二是匀速圆周运动;三是螺旋运动.
2、做匀速圆周运动:轨迹半径r=mv/qB;其运动周期T=2πm/qB (与速度大小无关).
3、垂直进入匀强电场和垂直进入匀强磁场时都做曲线运动,但有区别:
垂直进入匀强电场,在电场中做匀变速曲线运动(类平抛运动);
垂直进入匀强磁场,则做变加速曲线运动(匀速圆周运动).
三、洛伦兹力的应用实例
1.质谱仪的结构原理