高中物理洛伦兹力做功的特点及其冲量的综合应用专题辅导.doc

用心爱心专心高中物理洛伦兹力做功的特点及其冲量的综合应用段绍文一、洛伦兹力做功的特点洛伦兹力每时每刻都与速度方向垂直，所以洛伦兹力对带电粒子不做功，它只起到改变带粒子运动方向的作用，不改变粒子的速率，也不改变粒子的动能。二、洛伦兹力的冲量如图1，一带电粒子电量为q，在磁感应强度为B的匀强磁场中做匀速圆周运动，速度为v。某时刻v与x轴的夹角为，则它受到的洛伦兹力F与y轴的夹角也为。分别将v、F正交分解，可知：FFqBvqBvxysinsin在时间t内F沿x轴方向的冲量为：IFtqBvtqByxxy同理，F在y轴方向的冲量为：IqBxy三、应用例1.如图2所示，在竖直绝缘的平台上，一个带正电的小球以水平速度v0抛出，v0方向与垂直纸面向里的磁场方向垂直，小球飞离平台后落在地板上，设着地速度的水平分量为vx1，竖直分量为vy1。若磁场减弱，其它条件不变，小球着地速度的水平分量为vx2，竖直分量为vy2。则：（）A.vvyy12B.vvyy12C.vvxx12D.vvxx12分析：设平台高为h，因为洛伦兹力在x方向分量向右，由洛伦兹力在x方向的冲量及动量定理得：IqByqBhmvmvxx0可知，h一定，而BB12，则vvxx12，故C正确。又由于洛伦兹力总不做功，两种情况下小球都只有重力做功且做功均为mgh，由动能定用心爱心专心理可知小球落地速率相等，即vv12再由vvvvvvvvyxyxyy12121222222212及得，B正确。故本题的正确答案为BC。例2.如图3所示，AA12和是两块面积很大，互相平行又相距较近的带电金属板，相距为d，两板间的电势差为U。同时，在这两板间还有垂直纸面向外的匀强磁场。一束电子通过左侧带负电的板A1上的小孔，沿垂直于金属板的方向射入磁场，为使该电子束不碰到右侧带正电的板A2，问所加磁场的磁感应强度至少要多大？电子的重力以及从小孔射入时的初速度均可不计。分析：电子在电场力作用下开始向右加速运动，同时受到洛伦兹力作用而向上偏转。为使电子束不碰到右板，临界条件是当电子到达板A2时，速度方向刚好与板A2平行。电场力水平向右，电子在竖直方向上只受洛伦兹力作用，由洛伦兹力的冲量公式和动量定理有：IeBdmvy在电子的运动过程中，电场力做正功，洛伦兹力不做功，由动能定理有：eUmvBmUed12222由以上两式解得：