高二物理下冊帶電粒子在勻強磁場中的運動知識點

　　帶電粒子在勻強磁場中的運動是高中物理常見考題，下面是小編給大家帶來的，希望對你有幫助。

　　一、高二物理基礎知識：

　　1、洛侖茲力

　　洛倫茲力是運動於電磁場的帶電粒子所受的力。通電導線所受到的安培力實際上是作用在運動電荷上的洛侖茲力的。

　　2、洛侖茲力的方向

　　將左手掌攤平，讓磁感線穿過手掌心，四指表示正電荷運動方向，則和四指垂直的大拇指所指方向即為洛倫茲力的方向。但須注意，運動電荷是正的，大拇指的指向即為洛倫茲力的方向。反之，如果運動電荷是負的，仍用四指表示電荷運動方向，那麼大拇指的指向的反方向為洛倫茲力方向。

　　另一種對負電荷應用左手定則的方法是認為負電荷相當於反向運動的正電荷，用四指表示負電荷運動的反方向，那麼大拇指的指向就是洛倫茲力方向。

　　3、洛侖茲力的方程

　　在電動力學裡，洛倫茲力***Lorentz force***是運動於電磁場的帶電粒子所受的力。根據洛倫茲力定律，洛倫茲力可以用方程，稱為洛倫茲力方程，表達為：　F=q***E+v×B***

　　其中， F是洛倫茲力， q是帶電粒子的電荷量，E是電場強度， v是帶電粒子的速度， B是磁感應強度。

　　4、洛侖茲力作用效果特點

　　由於洛侖茲力總是垂直於電荷運動方向，因此洛侖茲力總是 功。它只能改變運動電荷的速度 ***即動量的方向***，不能改變運動電荷的速度 ***或動能***。

　　二、高二物理重點、疑點：

　　1、洛倫茲力公式F=qvB是如何推導的?

　　直導線長L，電流為I，導體中運動電荷數為n，截面積為S，電荷的電量為q，運動速度為v，則安培力F′=ILB=nF

　　F=q***E+v×B***

　　因為I=NqSv***N為單位體積內的電荷數***

　　所以F= 式中n=NSL故F=qvB。

　　2、如何確立帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的圓心、半徑及運動時間?

　　***1***圓心的確定。因為洛倫茲力f指向圓心，根據f⊥v，畫出粒子運動軌跡上任意兩點***一般是射入和射出磁場的兩點***的f的方向，其延長線的交點即為圓心。

　　***2***半徑的確定和計算。圓心找到以後，自然就有了半徑***一般是利用粒子入、出磁場時的半徑***。半徑的計算一般是利用幾何知識，常用解三角形的方法及圓心角等於圓弧上弦切角的兩倍等知識。

　　***3***在磁場中運動時間的確定。利用圓心角與弦

　　切角的關係，或者是四邊形內角和等於360°計算出圓

　　心角 的大小，由公式t= ×T可求出運動時間。

　　有時也用弧長與線速度的比。

　　如圖所示，還應注意到：

　　①速度的偏向角 等於弧AB所對的圓心角 。

　　②偏向角 與弦切角 的關係為： <180°， =2 ; >180°， =360°-2 ;

　　***4***注意圓周運動中有關對稱規律

　　如從同一直線邊界射入的粒子，再從這一邊射出時，速度與邊界的夾角相等;在圓形磁場區域內，沿徑向射入的粒子，必沿徑向射出。

　　3、電場和磁場對電荷作用的區別如何?

　　***1***電荷在電場中一定要受到電場力的作用，而電荷在磁場中不一定受磁場力作用。只有相對於磁場運動且運動方向與磁場不平行的電荷才受磁場力的作用，而相對磁場靜止的電荷或雖運動但運動方向與磁場方向平行的電荷則不受磁場力作用.

　　***2***電場對電荷作用力的大小僅決定於場強E和電荷量q，即F=qE，而磁場對電荷的作用力大小不僅與磁感應強度B和電荷量q有關，還與電荷運動速度的大小v及速度方向與磁場方向的夾角 有關，即，F=qvBsin .

　　***3***電荷所受電場力的方向總是沿著電場線的切線***與電場方向相同或相反***，而電荷所受磁場力的方向總是既垂直於磁場方向，又垂直於運動方向***即垂直於磁場方向和運動方向所決定的平面***.

　　***4***電荷在電場中運動時，電場力要對運動電荷做功***電荷在等勢面***運動除外***，而電荷在磁場中運動時，磁場力一定不會對電荷做功。