第一頁第二頁，共29頁。

1.洛倫茲力：

。

叫洛倫茲力.當電荷的運動速度方向與磁場垂直時，洛倫茲力的大小F=qvB.洛倫茲力的方向可由

判定.

注意：四指應指向

運動的方向或

運動的反方向.運動電荷在磁場中受到的磁場力左手定則正電荷負電荷第二頁第三頁，共29頁。

2.帶電粒子在勻強磁場中的運動：帶電粒子以速度v垂直射入勻強磁場B中，若只受洛倫茲力，則帶電粒子在與B垂直的平面內做勻速圓周運動.洛倫茲力F提供帶電粒子所需的向心力.由牛頓第二定律得qvB=

,所以R=，運動周期第三頁第四頁，共29頁。

3.

是用來測量各種同位素原子量的儀器，

則是用來加速帶電粒子的裝置，從原理上講二者都是利用電場和磁場控制電荷的運動的.質譜儀回旋加速器第四頁第五頁，共29頁。主題(1)洛倫茲力方向的判定——左手定則

如圖9-3-1所示，OO′為水平擋板，S為一圖9-3-1電子源，它可以向a、b、c、d四個垂直磁場的方向發射速率相同的電子(ac垂直OO′，bd平行OO′)，板OO′下方有垂直紙面向里的勻強磁場，磁場范圍足夠大，不計電子重力，則擊中擋板可能性最大的方向是(

)

A.a

B.b

C.c

D.dD第五頁第六頁，共29頁。

洛倫茲力方向的判定

由左手定則判斷，沿d方向射出的電子軌跡的圓心在電子源S的正上方，該電子向上方運動，最有可能擊中擋板.

注意此題中運動的電荷為電子，是負電荷.運用左手定則時，四指應指向正電荷運動的方向或負電荷運動的反方向.第六頁第七頁，共29頁。

（單選）如圖9-3-2所示，在鐵環上用絕緣導線纏繞兩個相同的線圈a和b.a、b串聯后通入方向如圖所示的電流I，一束電子從紙里經鐵環中心射向紙外時，電子將(

)圖9-3-2

A.向下偏轉B.向上偏轉

C.向左偏轉D.向右偏轉運用安培定則，判斷鐵環中心處的磁場方向為向左.再運用左手定則，判斷電子將向上偏轉.B第七頁第八頁，共29頁。主題(2)帶電粒子在勻強磁場中的運動

(2010·廣東)如圖9-3-3(a)所示，左為某同學設想的粒子速度選擇裝置，由水平轉軸及兩個薄盤N1、N2構成，兩盤面平行且與轉軸垂直，相距為L，盤上各開一狹縫，兩狹縫夾角q可調，如圖(b)；右為水平放置的長為d的感光板，板的正上方有一勻強磁場，方向垂直紙面向外，磁感應強度為B.一小束速度不同、帶正電的粒子沿水平方向射入N1，能通過N2的粒子經O點垂直進入磁場．O到感光板的距離為d/2，粒子電荷量為q，質量為m，不計重力．第八頁第九頁，共29頁。圖9-3-3第九頁第十頁，共29頁。(1)若兩狹縫平行且盤靜止，如圖(c)，某一粒子進入磁場后，豎直向下打在感光板中心點M上，求該粒子在磁場中運動的時間t；(2)若兩狹縫夾角為q0，盤勻速轉動，轉動方向如圖(b)．要使穿過N1、N2的粒子均打到感光板P1P2連線上．試分析盤轉動角速度w的取值范圍(設通過N1的所有粒子在盤轉一圈的時間內都能到達N2)．帶電粒子在勻強磁場中的運動第十頁第十一頁，共29頁。(1)粒子運動半徑為R=①

由牛頓第二定律qvB=②

勻速圓周運動周期T=③

粒子在磁場中運動時間t=④

(2)如圖，設粒子運動臨界半徑分別為R1和R2⑤

⑥第十一頁第十二頁，共29頁。設粒子臨界速度分別為v1和v2，由②⑤⑥式，得⑦

⑧

若粒子通過兩轉盤，由題設可知⑨

聯立⑦⑧⑨，得對應轉盤的轉速分別為⑩

?

粒子要打在感光板上，需滿足條件?

第十二頁第十三頁，共29頁。考查帶電粒子在勻強磁場中的圓周運動，第(1)問較為簡單，第(2)問情境設置新穎，帶狹縫的盤轉動，并求其轉動的角速度w的取值范圍，使試題難度增加，綜合性強，具有很好的區分度．

第十三頁第十四頁，共29頁。(單選)如圖9-3-4所示，正方形容器處在勻強磁場中，一束電子從a孔沿a→b方向垂直射入容器內的勻強磁場中，結果一部分電子從小孔c射出，一部分電子從小孔d射出，則從c、d兩孔射出的電子(

)圖9-3-4第十四頁第十五頁，共29頁。A.速度之比vc∶vd=1∶2B.在容器中運動的時間之比tc∶td=2∶1C.在容器中運動的加速度大小之比ac∶ad=

∶1D.在容器中運動的加速度大小之比ac∶ad=2∶1第十五頁第十六頁，共29頁。從c處射出的電子和從d處射出的電子運動半徑之比為2∶1，故由,知vc∶vd=2∶1,而從c處射出的電子和從d處射出的電子運動時間之比為,即tc∶td=1∶2；由,可知ac∶ad=vc∶vd

=2∶1.D第十六頁第十七頁，共29頁。

(雙選)如圖9-3-5所示，下端封閉、上端開口、高h內壁光滑的細玻璃管豎直放置，管底有一質量為m、電荷量為q的小球，整個裝置以v的速度沿垂直于磁場方向進入大小為B、方向垂直紙面向里的勻強磁場，由于外力的作用，玻璃管在磁場中的速度保持不變，最終小球從上端管口飛出．則(

)圖9-3-5第十七頁第十八頁，共29頁。A．小球帶正電B．洛倫茲力對小球做正功C．小球運動的軌跡是一條拋物線D．維持試管勻速運動的拉力F應保持恒定小球受洛倫茲力方向向上，故小球帶正電；洛倫茲力永遠和速度垂直，對小球不做功，小球在管內運動過程中機械能增加，是管壁對小球做功的結果；小球的實際運動速度可分解為水平方向的速度vx(等于v)和豎直方向的速度vy.第十八頁第十九頁，共29頁。與兩個分速度對應的洛倫茲力的分力分別是豎直方向的Fy和水平方向的Fx.在豎直方向上由牛頓第二定律得：qvB-mg=ma；由此看出a不變，所以小球運動的軌跡是一條拋物線(類平拋)；因為vy越來越大，故水平方向洛倫茲力的分量在增大，要保持小球在水平方向做勻速直線運動，F應逐漸增大．AC第十九頁第二十頁，共29頁。

(單選)如圖9-3-6所示，光滑半圓形軌道與光滑斜面軌道在B處由圓弧相連，將整個裝置置于水平向外的勻強磁場中，有一帶正圖9-3-6電小球從A靜止釋放，且能沿軌道前沿軌道通過圓環最高點C，進，并恰能通過圓弧最高點，現若撤去磁場，使球仍能恰好釋放高度H′與原釋放高度H的關系是(

)A．H′=HB．H′＜HC．H′＞HD．不能確定C第二十頁第二十一頁，共29頁。無磁場時，小球在C點由重力提供向心力，

，臨界速度.從A至C由機械能守恒定律得：mgH′=2mgR+mRg，有H′=R加磁場后，小球在C點受向上的洛倫茲力，向心力減小，臨界速度v減小．洛倫茲力不做功，由A到C機械能守恒因＜vc

，所以H′>H，故選項C正確．第二十一頁第二十二頁，共29頁。主題(3)洛倫茲力在現代技術中的應用

(單選)質譜儀是一種測定帶電粒子質量和分析同位素的重要工具，它的構造原理如圖9-3-5所示.離子源S產生一個質量為m、電荷量為q的正離子.離子產生出來時速度很小，可以看做是靜止的.離子產生出來后經過電壓U加速，進入磁感應強度為B的勻強磁場，沿著半圓周運動而達到記錄它的照相底片P上，測得它在P上的位置到入口處S1的距離為x.則下列說法正確的是(

)第二十二頁第二十三頁，共29頁。圖9-3-5

A.若某離子經上述裝置后，測得它在P上的位置到入口處S1的距離大于x，則說明離子的質量m一定變大

B.若某離子經上述裝置后，測得它在P上的位置到入口處S1的距離大于x，則說明加速電壓U一定變大第二十三頁第二十四頁，共29頁。C.若某離子經上述裝置后，測得它在P上的位置到入口處S1的距離大于x，則說明磁感應強度B一定變大D.若某離子經上述裝置后，測得它在P上的位置到入口處S1的距離大于x，則說明離子所帶電荷量q可能變小第二十四頁第二十五頁，共29頁。

質譜儀的原理

由加速過程得

及半徑公式

得

；故U、m、q、B都有可能變化導致x增大，所以ABC不對.

質譜儀根據洛倫茲力的規律和圓周運動的規律確定粒子的比荷，核心思路是洛倫茲力提供了粒子做圓周運動的向心力.第二十五頁第二十六頁，共29頁。

如圖9-3-6所示為質譜儀的示意圖.速度選擇器部分的勻強電場場強E=1.2×105V/m，勻強磁場的磁感應強度為B1=0.6T.偏轉分離器的磁感應強度為B2=0.8T.求：圖9-3-6

(1)能通過速度選擇器的粒子速度多大？

(2)質子和氘核進入偏轉