（点击高考）2014高考物理一轮复习教学案 第八章 第2讲 磁场对运动电荷的作用1

（点击高考）2014高考物理一轮复习教学案 第八章 第2讲 磁场对运动电荷的作用1内容摘要：

1、光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 磁场对运动电荷的作用(对应学生用书第 141 页)场对运动电荷的作用力2洛伦兹力的方向(1)判断方法：左手定则2)方向特点： f B， f v.即 f 垂直于 B 和 v 决定的平面(注意： B 和 v 不一定垂直)3洛伦兹力的大小f 为 v 与 B 的夹角，如图 821 所示图 821(1)v B 时， 0或 180，洛伦兹力 f0.(2)v B 时， 90，洛伦兹力 f 3)v0 时，洛伦兹力 f0. 1 判 断 洛 伦 兹 力 的 方 向 一 定 要 分 清 电 荷 的 正 、 负 . 2 应 用 公 式 f 洛 伦 兹 力 ， 一 定 要 注 意 2、 公 式 的 条 件 .【针对训练】1带电荷量为 q 的粒子在匀强磁场中运动，下列说法中正确的是()A只要速度大小相同，所受洛伦兹力就相同B如果把 q 改为 q，且速度反向，大小不变，则洛伦兹力的大小、方向均不变C洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直，磁场方向一定与电荷运动方向垂直D粒子在只受到洛伦兹力作用下运动的动能、速度均不变【解析】因为洛伦兹力的大小不但与粒子速度大小有关，而且与粒子速度的方向有关，如当粒子速度与磁场垂直时 F 粒子速度与磁场平行时 F而速度方向不同时，洛伦兹力的方向也不同，所以A 选项错因为 q 改为 q 且速度反向，由左手定则可知洛伦兹力方向不变，再由 F 以 B 项正 3、确因为电荷进入磁场时的速度方向可以与磁场方向成任意夹角，所以 C 选项错因为洛伦兹力总与速度方向垂直，因此洛伦兹力不做功，粒子动能不变，光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ，使粒子速度的方向不断改变，所以 D 项错【答案】者说，洛伦兹力对带电粒子不做功2粒子的运动性质(1)若 B，则粒子不受洛伦兹力，在磁场中做匀速直线运动(2)若 B，则带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动3半径和周期公式(1)洛伦兹力方向总与速度方向垂直，正好起到了向心力的作用根据牛顿第二定律，其表达式为 m )半径公式 r ，周期公式 T 1 带 电 粒 子 在 磁 场 中 运 动 的 速 度 越 大 ， 半 径 越 大 4、 ； 磁 场 越 强 ， 半 径 越 小 . 2 带 电 粒 子 在 磁 场 中 运 动 的 周 期 、 频 率 、 角 速 度 的 大 小 和 运 动 速 率 无 关 ， 只 与 磁 场 的 强 弱 和 粒 子 的 比 荷 有 关 .【针对训练】2(2012大纲全国高考)质量分别为 荷量分别为 知两粒子的动量大小相等下列说法正确的是()A若 它们做圆周运动的半径一定相等B若 它们做圆周运动的半径一定相等C若 它们做圆周运动的周期一定不相等D若 它们做圆周运动的周期一定不相等【解析】粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由 m得 r ，同一匀强磁场，即 B 相等，又因为两粒子的动 5、量大小相等，所以有 r ，若 A 选项正确，B 选项错误；由周期公式 T ，由于 B 相等，22 以 T ，故 C、D 选项错误案】A(对应学生用书第 142 页)安培力是导体中所有定向移动的自由电荷受到的洛伦兹力的宏观表现2洛伦兹力方向的特点光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 (1)洛伦兹力的方向总是垂直于运动电荷速度方向和磁场方向确定的平面(2)当电荷运动方向发生变化时，洛伦兹力的方向也随之变化(3)用左手定则判断负电荷在磁场中运动所受的洛伦兹力时，要注意将四指指向电荷运动的反方向3洛伦兹力与电场力的比较对应力内容比较项目 洛伦兹力 f 电场力 场对在其中运动电荷的作用力 电场对放入其 6、中电荷的作用力产生条件 v0 且 v 与 B 不平行 电场中的电荷一定受到电场力作 用大小 f v B) F 定是 f B， f 电荷所受电场力方向与电场方向相反做功情况 任何情况下都不做功 可能做正功、负功，也可能不做 功力为零时场的情况 f 为零， B 不一定为零 F 为零， E 一定为零作用效果 只改变电荷运动的速度方向，不 改变速度大小 既可以改变电荷运动的速度大小， 也可以改变电荷运动的方向(1)洛伦兹力方向与速度方向一定垂直，而电场力的方向与速度方向无必然联系电场力的方向总是沿电场线的切线方向(2)安培力是洛伦兹力的宏观表现，但各自的表现形式不同，洛伦兹力对运动电荷永远不做功，而安 7、培力对通电导线可以做正功，可以做负功，也可以不做功(2012广东高考)质量和电荷量都相等的带电粒子 M 和 N，以不同的速率经小孔 S 垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图 822 中虚线所示下列表述正确的是()图 822A M 带负电， N 带正电B M 的速率小于 N 的速率C洛伦兹力对 M、 N 做正功D M 的运行时间大于 N 的运行时间【审题视点】(1)两粒子在磁场中偏转方向相反，带电性质一定不同(2)两粒子在磁场中运动半径不同，半径越大，速度越大(3)洛伦兹力不做功，粒子的周期和粒子运动的半径、速度无关【解析】由左手定则知 M 带负电， N 带正电，选项 A 正确；带电粒子在磁场中 8、做匀速圆周运动且向心力 F 向 F 洛 ，即 r ，因为 M、 N 的质量、电荷量都相等，以 项 B 错误； M、 N 运动过程中， F 洛 始终与 v 垂直， F 洛 不做功，光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ；由 T 知 M、 N 两粒子做匀速圆周运动的周期相等且在磁场中的运动时间2 选项 D 错误案】A【即学即用】1(2012深圳调研)如图 823 所示，电子枪射出的电子束进入示波管，在示波管正下方有竖直放置的通电环形导线，则示波管中的电子束将()图 823A向上偏转B向下偏转C向纸外偏转 D向纸里偏转【解析】环形导线在示波管处产生的磁场方向垂直于纸面向外，由左手定则可判断，电子受 9、到的洛伦兹力向上，故 A 正确【答案】动特点带电粒子以垂直于磁场方向进入磁场，其轨迹是一段圆弧2圆心的确定(1)基本思路：与速度方向垂直的直线和图中弦的中垂线一定过圆心(2)常用的两种方法已知入射方向和出射方向时，可通过入射点和出射点分别作垂直于入射方向和出射方向的直线，两条直线的交点就是圆弧轨道的圆心(如图 824 所示，图中 P 为入射点，M 为出射点)图 824图 825已知入射点、入射方向和出射点的位置时，可以通过入射点作入射方向的垂线，连接入射点和出射点，作其中垂线，这两条垂线的交点就是圆弧轨道的圆心(如图 825 所示， P 为入射点， M 为出射点)(3)带电粒子在不同边界磁场中 10、的运动直线边界(进出磁场具有对称性，如图 826)光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 26平行边界(存在临界条件，如图 827)图 827圆形边界(沿径向射入必沿径向射出，如图 828)图 8283半径的确定(1)做出带电粒子在磁场中运动的几何关系图(2)运用几何知识(勾股定理、正余弦定理、三角函数)通过数学方法求出半径的大小4运动时间的确定粒子在磁场中运动一周的时间为 T，当粒子运动的圆弧所对应的圆心角为 时，其运动时间由下式表示：t T(或 t T)360 2(2012安徽高考)如图 829 所示，圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子以速度 v 从 A 点沿直径 向射入磁 11、场，经过 t 时间从 C 点射出磁场， 60角现将带电粒子的速度变为 ，仍从 A 点沿原方向射入磁场，不计粒子在磁场中的运动时间变为()图 829A. tB2 t C. tD3 3【审题视点】(1)带电粒子在圆形边界的匀强磁场中运动，沿半径方向进入磁场(2)确定了圆心角，就能确定粒子在磁场中的运动时间【解析】设带电粒子以速度 v 进入磁场做圆周运动，圆心为 径为 根据，得 ，根据几何关系得 且 160 12光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ，轨道半径 心在 13 m133即 3 22 22 12 3故 60， 2120；带电粒子在磁场中运动的时间 t T，所以 22 360 ，即 t，故 12、选项 B 正确，选项 A、C、D 错误 2 1 21【答案】三步法(1)画轨迹：即确定圆心，用几何方法求半径并画出轨迹(2)找联系：轨道半径与磁感应强度、运动速度相联系，偏转角度与圆心角、运动时间相联系，在磁场中运动的时间与周期相联系(3)用规律：即牛顿第二定律和圆周运动的规律，特别是周期公式、半径公式【即学即用】2如图 8210 所示，匀强磁场的边界为平行四边形 中 与对角线 束电子以大小不同的速度沿 B 点射入磁场，不计电子的重力和电子之间的相互作用，关于电子在磁场中运动的情况，下列说法中正确的是()图 8210A入射速度越大的电子，其运动时间越长B入射速度越大的电子，其运动轨迹越长C从 出射的电子的运动时间都相等D从 出射的电子的运动时间都相等【解析】电子以不同的速度沿 B 点射入磁场，若电子从 射出，画出其运动轨迹由几何关系可知在 射出的粒子轨迹所对的圆心角相等，在磁场中的运动时间相等，与速度无关，C 对，A 错；从 射出的电子轨迹所对圆心角不相等，且入射速度越大，其运动轨迹越短，故在磁场中的运动时间不相等，B、D 错【答案】C(对应学生用书第 144 页)光世昌老师高中。