2017年高考一轮 9.2《洛伦兹力、带电粒子在匀强磁场中的运动》ppt课件

2017年高考一轮 9.2《洛伦兹力、带电粒子在匀强磁场中的运动》ppt课件内容摘要：

1、课标版 物理 第 2讲 洛伦兹力 带电粒子在匀强磁场中的运动 一、洛伦兹力 磁场对 的作用力。 (1)v F=。 (2)v F=。 (3)夹角为 时 ,F=。 (1)判定方法 :应用左手定则 ,注意四指应指向正电荷运动方向或负电荷运 动的反方向。 (2)方向特点 :F B,F v。 即 决定的平面。 (注意 B和 v 可以有任意夹角 ) 教材研读 运动电荷 0 B、 v 自测 1 下列各图中 ,运动电荷的速度方向、磁感应强度方向和电荷的受 力方向之间的关系正确的是 ( ) 答案 B 根据左手定则 ,方向应向上 ,方向向下 , C、 v B,F=0,C、 二、带电粒子在匀强磁场中的运动 1. 2、若 v B,带电粒子以入射速度 运动。 2.若 v B,带电粒子在垂直于磁感线的平面内 ,以入射速率 运动。 (1)向心力公式 : m。 (2)轨道半径公式 :R= (3)周期公式 2T= = f= = = =2f= 2 2Tm(3)根据公式 T= ,说明带电粒子在匀强磁场中的运动周期 T与 ( ) 答案 (1) (2) (3) 2 测 2 (辨析题 ) (1)带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时 ,其运动半径与带电粒子的比荷有关。 ( ) (2)带电粒子在电场越强的地方受电场力越大 ,同理带电粒子在磁场越强的地方受磁场力越大 ( ) 考点一 对洛伦兹力的理解 (1)利用左手定则判断洛伦兹力 3、的方向 ,注意区分正、负电荷。 (2)当电荷运动方向发生变化时 ,洛伦兹力的方向也同时变化。 (3)运动电荷在磁场中不一定受洛伦兹力作用。 (4)洛伦兹力一定不做功。 (1)安培力是洛伦兹力的宏观表现 ,二者是相同性质的力 ,都是磁场力。 (2)安培力可以做功 ,而洛伦兹力对运动电荷不做功。 考点突破 洛伦兹力 电场力 产生条件 v 0且 平行 电荷处在电场中 大小 F=v B) F=方向与场方向的关系 F B,F v F B 做功情况 永不做功 可能做功、也可能不做功 典例 1 (2015内蒙古包头一中三模 )(多选 )如图所示 ,一根光滑的绝缘斜轨 道连接一个竖直放置的半径为 R=轨处在 4、垂直纸面向外的匀强磁场中 ,磁感应强度 B=。 有一个质量为 m=g,带电量为 q=+0的小球在斜轨道上某位置由静止自由下滑 ,若小 球恰好能通过最高点 ,则下列说法中正确的是 (重力加速度 0 m/ ( ) v,小球在最高点时关系式 mg+m 成 立 h= m 答案 球恰好能通过最高点 ,说明此时轨道对小球没有作用力 , 洛伦兹力和重力的合力提供向心力 ,即此时小球只受洛伦兹力和重力的作 用 ,根据左手定则知 ,洛伦兹力向上 ,根据牛顿第二定律 ,有 :m ,故 A 错误 ,从初位置到最高点的过程中只有重力做功 ,故机械能守恒 ,则 有 R)+ 得 h= m,故 B、 2图所示 ,摆球带负电荷 5、的单摆在一匀强磁场中摆动 ,匀强磁场的方 向垂直纸面向里 ,摆球在 由 时 ,摆线拉力的 大小为 球加速度大小为 时 ,摆线拉力的大小为 摆球加速度大小为 ( ) 2,a1= a1 )、质量为 射入点与 距离为。 已知粒子射出磁场与射入磁场时运动方向间的夹角为 60,则粒 子的速率为 (不计重力 ) ( ) A. B. C. D. 2答案 B 作出粒子运动轨迹如图中实线所示。 因 P到 ,可知 =30。 因粒子速度方向改变 60,可知转过的圆心角 2=60。 由图中几何关 系有 (r+ )=R ,解得 r=R。 再由 m 可得 v= ,故 2受洛伦兹力作用的带电粒子 ,可能带正电 ,也可能带负电 ,当 6、粒子具有相同初速度时 ,正负粒子在磁场中运动轨迹不同 ,导致多解。 如图所示 ,带电粒子以速度 若带正电 ,其轨迹为 a,若带负电 ,其轨迹为 b 考点四 带电粒子在匀强磁场中的多解问题 磁场方向不确定形成多解 磁感应强度是矢量 ,如果题述条件只给出磁感应强度大小 ,而未说明磁感应强度方向 ,则应考虑因磁场方向不确定而导致的多解。 如图所示 ,带正电的粒子以速度 若 其轨迹为 a,若 其轨迹为 b 临界状态不唯一形成多解 带电粒子在洛伦兹力作用下飞越有界磁场时 ,由于粒子运动轨迹是圆弧状 ,因此 ,它可能穿过去了 ,也可能转过 180后从入射面边界反向飞出 ,如图所示 ,于是形成了多解 运动的往复 7、性形成多解 带电粒子在部分是电场 ,部分是磁场的空间运动时 ,运动往往具有往复性 ,从而形成多解 ,如图所示 典例 4 如图甲所示 ,M、 板间距离为 d, 两板中央各有一个小孔 O、 O正对 ,在两板间有垂直于纸面方向的磁场 ,磁 感应强度随时间的变化如图乙所示。 有一群正离子在 t=0时垂直于 小孔 知正离子质量为 m、带电荷量为 q,正离子在磁场中做 匀速圆周运动的周期与磁感应强度变化的周期都为 考虑由于磁场变 化而产生的电场的影响 ,不计离子所受重力。 求 : (1)磁感应强度 (2)要使正离子从 O孔垂直于 正离子射入磁场时的速度 能值。 答案 (1) (2) (n=1,2,3, ) 0 8、2 2解析 设垂直于纸面向里的磁场方向为正方向。 (1)正离子射入磁场 ,洛伦兹力提供向心力 做匀速圆周运动的周期 由以上两式得磁感应强度 (2)要使正离子从 O孔垂直于 两板之间 正离子只运动一个周期即 有 R= ;当两板之间正离子运动 即 有 R= (n=1,2,3, )。 20v0 联立求解 ,得正离子的速度的可能值为 = (n=1,2,3, )。 0 (2016陕西西安质检 )(多选 )某空间存在着磁感应强度为 变、方向随时间 如图甲所示 ),规定垂直纸面向 里的磁场方向为正。 为使静止于该磁场中的带正电的粒子能按 a b c d e f ”字曲线运动 (即如图乙所示的轨迹 ),下列办法 9、 可行的是 (粒子只受磁场力的作用 ,其他力不计 ) ( ) 在 t= 初速度 在 t= 时给粒子一个沿切线方向竖直向下的初 速度 在 t= 初速度 在 t=速度 答案 使粒子的运动轨迹符合要求 ,结合图甲、乙及左手定则知 3820= ,若粒子的初始位置在 对应时刻应 为 t= 给粒子一个沿切线方向水平向右的初速度 ,同理可判 断 B、 23484 (多选 )长为 如图所示 ,磁 感应强度为 B,板间距离也为 l,板不带电 ,现有质量为 m、电荷量为 电粒子 (不计重力 ),从左边极板间中点处垂直磁感线以速度 欲使粒子不打在极板上 ,可采用的办法是 ( ) v v 或 v。 故 A、 414Bqlm。