关于洛伦兹力特点的灵活应用
用
,小
球
在
竖
直
方
向
的
加
速
度
ay=
mg-qvBcosθ m
<g,故
小
球
平
抛
的时间将增加,落点应在A点的右侧。
图5 点评:洛伦兹力不做功并非是不改变物体的运动状态。
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冲量不为零。 例2.如图3所 示 ,一 个 带 正 电 荷 的 物 体 从 粗 糙 斜 面 顶 端 滑
到斜面底端时的速度为V,若再加上一个垂直纸面指向读者的 磁场,则物体滑到底端时的速度将( )
图1
Fx=Fsinθ=qBvsinθ=qBvy
在 时 间 t内 F沿 x轴 方 向 的 冲 量 为 :Ix=Fxt=qBvyt=qBy 同 理 ,F在 y轴 方 向 的 冲 量 为 :Iy=qBx 2.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,即不改变粒子的动能。
3.常与能的 观 点 解 决 问 题 。 带 电 粒 子 在 复 合 场 中 做 复 杂
的曲线运动时,如果不涉及求时间的问题,就从能的角度出发
去解决问题比较方便。
二、应用
例1.如 图2所 示 ,在 竖 直 绝 缘 的 平 台 上 ,一 个 带 正 电 的
D.v1x<v2x
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:
Ix=qBy=qBh=mvx-mv0
可 知 ,h一 定 ,而 B1>B2,则 v1x>v2x,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
○ 理化生教学与研究 2012年第57期
周刊
关于洛伦兹力特点的灵活应用
谢世渊
(江西省南康中学,江西 南康 341400)
一、洛伦兹力的特点 1.洛伦兹力的冲量可以不为零 。 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θ,则它受到的洛伦兹力F与y轴的夹 角也为θ。 分别将v、F正交分解,可知:
图4
A.仍 在 A点
B.在 A点 左 侧
C.在A点右侧 D.无法确定
错 解 :选A。 理 由 是 洛 伦 兹 力 不 做 功 ,不 改 变 小 球 的 运 动 状
态,故仍落在A点。
解析:事实上洛伦兹力虽不做功,但可以改变小球的运动
状态,可以改变速度的方向,小球做曲线运动,在运动中任一
位置受力如图5所示,小球此时受到了斜向上的洛伦兹力的作
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v1x,竖直分量为v1y。 若磁场减弱,其他条件不变,小球着地速
度的水平分量为v2x,竖直分量为v2y。 1y<v2y C.y1x>v2x
子的动能。 但洛伦兹力会改变粒子的速度,洛伦兹力对粒子的
图3 A.大于V B.小于V C.等于V D.不能确定 错解:选C。 解析: 错解原因是部分同学认为洛伦兹力不做功就直接 得出C,事实上,虽然洛伦兹力不做功,但随着物体垂直磁场向 下滑,一旦加上磁场,就引起弹力比未加磁场时小,滑动摩擦 力减小, 滑到底端摩擦力做功减小, 则滑到底端时的动能增 大,速率增大,应该选A。 点评:洛伦兹力不做功,但洛伦兹力可引起其他力做功的 变化。 例3.如 图4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 ,落 到 在 地 面 上 的 A点 ,若 加 一 垂 直 纸 面 向里的匀强磁场,则小球的落点( )
做 功 且 做 功 均 为mgh,由 动 能 定 理 可 知 小 球 落 地 速 率 相 等 ,即
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v1=v2,再 由 v1y=v1-v1x及 v2y=v2-v2x得 v1y<v2y,故 B正 确 。 本 题 的 正 确
答 案 为 BC。
点评:洛伦兹力不做功,不改变粒子的速率,即不改变粒