高考物理总复习 第8章 第2讲 磁场对运动电荷的作用课件 新人教版.ppt

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1、第八章磁场第二讲磁场对运动电荷的作用1考纲展示1.洛伦兹力、洛伦兹力的方向(Ⅰ)2.洛伦兹力公式(Ⅱ)3.带电粒子在匀强磁场中的运动(Ⅱ)复习目标1.熟练应用左手定则判定洛伦兹力的方向，会计算洛伦兹力的大小．2.会计算带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径、周期等物理量．3.掌握带电粒子在多个磁场中运动的解题方法.知识点一洛伦兹力的大小和方向1．洛伦兹力的大小F＝，θ为v与B的夹角．如图所示．(1)v∥B时，洛伦兹力为零．(θ＝0°或180°)(2)v⊥B时，洛伦兹力为qvB.(θ＝90°)(3)v＝0时，洛伦兹力为零．qvBsinθ2．洛伦兹力的方向(1)判定方法：应用左手定则，注意四指应指向

2、电流的方向即运动的方向或负电荷运动的反方向．(2)方向特点：F⊥B，F⊥v.即F垂直于决定的平面．(注意B和v可以有任意夹角)．3．洛伦兹力的作用效果洛伦兹力只改变速度的，而不改变速度的，所以洛伦兹力．正电荷B、v方向大小永不做功1．洛伦兹力方向的特点(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方向时，要注意判断结果与正电荷恰好相反．2．洛伦兹力与电场力的比较对应力内容项目洛伦兹力F电场力F性质磁场对在其中运动电荷的作用力电场对放入其中电荷的作用力对应力内容项目

3、洛伦兹力F电场力F产生条件v≠0且v不与B平行电场中的电荷一定受到电场力作用对应力内容项目洛伦兹力F电场力F大小F＝qvB(v⊥B)F＝qE力方向与场方向的关系一定是F⊥B，F⊥v，与电荷电性无关正电荷受力与电场方向相同，负电荷受力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1.如图所示，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()A．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，电子受到的洛伦兹力向上，故A正确．答案：A知识点二带电粒子在匀强磁

4、场中的运动1．若v∥B，带电粒子不受洛伦兹力，在匀强磁场中做运动．2．若v⊥B，带电粒子仅受洛伦兹力作用，在垂直于磁感线的平面内以入射速度v做运动．匀速直线匀速圆周带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动问题1．圆心的确定(1)基本思路：与速度方向垂直的直线和弦的中垂线一定过圆心．(2)两种情形①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1所示，图中P为入射点，M为出射点)．图1图2②已知入射点和出射点的位置时，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2所示

5、，P为入射点，M为出射点)．③带电粒子在不同边界磁场中的运动a．直线边界(进出磁场具有对称性，如图3所示)图3b．平行边界(存在临界条件，如图4所示)图4c．圆形边界(沿径向射入必沿径向射出，如图5所示)图52.如图所示，虚线圆所围区域内有方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B.一束电子沿圆形区域的直径方向以速度v射入磁场，电子束经过磁场区后，其运动方向与原入射方向成θ角．设电子质量为m，电荷量为e，不计电子之间相互作用力及所受的重力．求：(1)电子在磁场中运动轨迹的半径R；(2)电子在磁场中运动的时间t；(3)圆形磁场区域的半径r.(2013·长沙检测)如图甲所示，在以直角坐标系xOy的

6、坐标原点O为圆心、半径为r的圆形区域内，存在磁感应强度大小为B、方向垂直xOy所在平面的匀强磁场．一带电粒子由磁场边界与x轴的交点A处，以速度v0沿x轴负方向射入磁场，粒子恰好能从磁场边界与y轴的交点C处，沿y轴正方向飞出磁场，不计带电粒子所受重力．带电粒子在匀强磁场中运动问题的规范求解1．一般解题步骤(1)分析磁场的边界条件，结合粒子进出磁场的条件画出带电粒子运动轨迹，确定圆心．根据几何关系求解半径、圆心角等．(2)根据洛伦兹力提供向心力建立动力学方程，分析已知量和未知量的关系．(3)求解未知量，并进行必要的分析验证．2．应注意的问题(1)不同边界条件，粒子运动临界条件不同，应画图加以说明．

7、(2)所用几何关系不需要进行证明．(3)多个粒子参与运动，运动过程比较复杂时，各物理量符号要提前设定，以免混淆．【变式训练】1.如图所示，在空间有一直角坐标系xOy，直线OP与x轴正方向的夹角为30°，第一象限内有两个方向都垂直纸面向外的匀强磁场区域Ⅰ和Ⅱ，直线OP是它们的理想边界，OP上方区域Ⅰ中磁场的磁感应强度为B.一质量为m，电荷量为q的质子(不计重力，不计质子对磁场的影响)以速度v从O点沿