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金牌会员
【例1】一匀强磁场分布在以O为圆心,半径为R的圆形区域内,方向与纸面垂直,如图所示,质量为m、电荷量q的带正电的质点,经电场加速后,以速度v沿半径MO方向进入磁场,沿圆弧运动到N点,然后离开磁场,∠MON=120°,质点所受重力不计,求:
(Ⅰ)判断磁场的方向;
(Ⅱ)该匀强磁场的磁感应强度B;
(Ⅲ)带电质点在磁场中运动的时间t。
有关带电粒子完全在磁场中的运动,基本常识有:
①遵循左手定则;
②洛伦兹力提供粒子做圆周运动的向心力;
③粒子受力方向与运动方向垂直;
④运动半径R=mv/qB;
⑤运动周期T=2πm/qB。
由题意及附图知,带正电的粒子,由点M进入匀强磁场,由点N出磁场。
如何确定该粒子运动的圆心呢?
如下图,与运动方向垂直的垂线的交点P,即为圆心。
如何判定磁场方向呢?
用左手,四指指向正电荷运动方向,大拇指指向圆心,您会发现,掌心对着纸面。
根据左手定则,磁感线穿过掌心。
所以,磁场方向垂直于纸面向外。
带电粒子在磁场中运动的时间?
显然,与周期有关。
【例1】的感悟
电荷定向移动形成电流。
规定正电荷移动方向为电流方向。
通电导体在磁场中受到力的作用,这个力叫安培力。在安培力的方向上如果通电导体有位移,安培力就做了功。
带电粒子在磁场中运动受到力的作用,这个力叫洛伦兹力。洛伦兹力不做功,只改变粒子运动方向。
在高中阶段可粗略理解为洛伦兹力是安培力的微观表现。
无论宏观微观,都用左手。
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