2019_2020学年高中物理第3章磁场第5节运动电荷在磁场中受到的力同步作业含解析新人教版选修3_1
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【知识点详解】 1. **洛伦兹力**:在描述的高中物理问题中,核心概念是洛伦兹力,这是运动电荷在磁场中受到的力。洛伦兹力的公式为 F = q(v × B),其中 F 是洛伦兹力,q 是电荷量,v 是速度,B 是磁感应强度。洛伦兹力的方向总是垂直于电荷的运动速度和磁场方向。 2. **左手定则**:左手定则是判断洛伦兹力方向的工具,大拇指代表粒子运动方向,食指代表磁场方向,中指则指向洛伦兹力的方向。在题目中,通过左手定则可以确定电子在磁场中的偏转方向。 3. **磁场方向与地球磁场**:地球表面的磁场方向在北半球从南向北,对运动的电子会产生横向的力,导致电子路径发生偏转。例如,在第1题中,电子流会相对于预定点向西偏转。 4. **带电粒子在磁场中的运动**:如果粒子速度方向与磁场方向平行,它不会受到洛伦兹力,因此会保持匀速直线运动。在第2题中,无论电流如何,电子在螺线管内都将保持原来的运动状态,因为其运动方向始终与磁场方向平行。 5. **平衡力与洛伦兹力**:在第3题中,要使带电小体在水平面上无压力,需使其重力与洛伦兹力平衡。通过调整磁场的运动方向,可以使洛伦兹力向上,与重力平衡。 6. **磁场对电子束的影响**:在显像管的原理中,磁场可以改变电子束的轨迹。第4题中,通过改变磁场方向,可以使电子束从P点偏转到Q点,关键在于理解洛伦兹力的方向变化。 7. **粒子在磁场中的加速度与动能**:粒子在磁场中的加速度与其速度和磁感应强度有关,加速度 a = qvB/m。在第5题中,电子和正电子的加速度并不一定相同,除非它们的速度也相同。动能与加速度的关系是 Ek = 1/2mv^2,动能越大,粒子速度越大,因此加速度也越大,除非质量m更大。 8. **电磁血流计**:在医疗应用中,电磁血流计利用电极和磁场测量血流速度。在第6题中,血液中的正负离子在磁场中受到洛伦兹力,导致电极间产生电势差。通过电势差、磁感应强度和触点距离,可以计算出血流速度。 9. **粒子在复合场中的运动**:第7题中提到的粒子在磁场和电场共同存在的区域中沿直线运动,意味着电场力和洛伦兹力相互抵消,使得粒子的总力为零。 以上知识点涵盖了高中物理中关于磁场、洛伦兹力、粒子在磁场中的运动规律、以及电磁现象在实际应用中的案例分析。这些内容对于理解基本物理原理和解决实际问题至关重要。
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