正则动量与配速法的应用
一、正则动量——推导洛伦兹力冲量公式 (2)
正则匹配公式题型1 双边界直线型边界磁场应用洛伦兹力冲量求速度 (2)
题型2 双边界直线型边界磁场应用洛伦兹力冲量求距离 (4)
题型3 磁聚焦中洛伦兹力冲量的应用 (6)
题型4 复合场中洛伦兹力冲量的应用 (8)
题型5 在交替场中洛伦兹力动量定理与动能定理的综合应用 (10)
二、利用配速法处理问题 (13)
(一)详解配速法 (13)
(二)“正则动量”和“配速法”对比结果 (13)
题型1 初速度为0 (14)
题型2 初速度不为0 (14)
参考答案 (17)
正则动量与配速法的应用
叠加场作用下物体的非匀变速直线运动、曲线运动问题以及并列电磁场下的多解问题是学生复习过程中的难点,本文从物理观念的本质出发,通过模型建构推导洛伦兹力冲量表达式,巧妙解答此类问题,深化学生对物理观念的理解。
轴方向的速度变化量为Δv x;由左
决定,其大小为F x=qv y B。
负号表示洛伦兹力与v x0方向相反)
的夹角是否大于90°。
题型1 双边界直线型边界磁场应用洛伦兹力冲量求速度
如图是某带电粒子在磁场中的偏转轨迹,其速度偏转角为θ,磁场的宽
度为d,磁感应强度为B,方向垂直纸面向外,粒子的带电量为+q,质量为m,
射入磁场的初速度方向垂直于磁场边界;求射入磁场的初速度v。
y x
Ⅰ
Ⅱ
60°
L
2L 3L
题型2 双边界直线型边界磁场应用洛伦兹力冲量求距离
【例题3】如图所示,在Oxy平面的第一象限内有一过原点的无限长挡板,挡板与x轴成60°角放置。挡板上方有无限长、边界平行于挡板的区域I和II,分别存在磁感应强度大小为B0和2B0的匀强磁场,方向均垂直纸面向里,磁场边界与y轴分别交于y=2h和y=4h处。在y=3h 处有一离子源射出平行x轴、方向与x轴正向相同、质量为m、电荷量为q的正离子。不计正离子的重力以及离子间的相互作用,并忽略磁场的边缘效应。
(1)若没有离子进入区域I,求离子初速度最大值v1;
(2)若离子经磁场偏转后垂直y轴离开第一象限,求离子初速度的最大值v2;
(3)若离子经磁场偏转后恰好能打到挡板上,求离子初速度v3。
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