第二讲磁场对运动电荷的作用.doc

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1、第九章磁场第二讲磁场对运动电荷的作用课时安排：2课时教学目标：1．掌握洛伦兹力的特点，理解洛伦兹力对运动电荷不做功2．熟练应用左手定则判断洛伦兹力方向3．理解带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动本讲重点：1．用左手定则判断洛伦兹力方向2．带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动本讲难点：带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动考点点拨：1．洛伦兹力方向的判定2．带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动3．带电粒子在匀强磁场中运动的实例分析第一课时一、考点扫描（一）知识整合1．洛仑兹力（1）定义：。（2）大小：（为与之间的夹角），当时，，当时，。（3）方向：由判

2、断（注意正负电荷的不同），F一定垂直与所决定的平面，但二者垂直。（4）特点：①不论带电粒子在磁场中做何运动，因为，故F，F只改变速度的，而不改变速度的，所以运动电荷垂直磁感线进入匀强磁场仅受洛仑兹力作用时，一定做。②F与运动状态关，速度变化会引起F的变化。2．带电粒子在匀强磁场中，仅受磁场力作用时的运动规律：（1）粒子运动方向与磁感线方向平行时，粒子做运动。（2）粒子运动方向与磁感线方向垂直时，粒子做运动。（3）粒子运动方向与磁感线方向既不平行也不垂直时，粒子做轨迹为等距螺旋线的运动。（4）当粒子在磁场中做匀速圆周运动时，其动力学方程为10

3、，所以圆周运动的半径为，周期为（与速度大小无关）。3．洛仑兹力与安培力的关系。4．电场、磁场对电荷作用的不同：（1）电荷在电场中一定受到电场力的作用，而在磁场中受到磁场力的作用，因为洛仑兹力不仅与磁场有关，还与运动速度有关。（2）电场力既可以改变速度的大小，又可以改变速度的方向，还可以对电荷做功，改变电荷的动能。而洛仑兹力只可以改变速度的方向，不可以改变速度的大小，且对电荷做功，不能改变电荷的动能。（二）重难点阐释1．带电粒子在有界匀强磁场中运动时，其轨迹为不完整的圆周，解决这类问题的关键是：（1）确定圆周的圆心①若已知入射点、出射点及入射

4、方向、出射方向，可通过入射点和出射点作垂直于入射方向和出射方向的直线，两直线的交点，即为圆周的圆心。②若已知入射点、出射点及入射方向，可通过入射点作入射线的垂线，连接入射点和出射点，作此连线的垂直平分线，两垂线的交点，即为圆周的圆心。（2）确定圆的半径一般在圆上作图，由几何关系求出圆的半径。（3）求运动时间找到运动的圆弧所对应的圆心角，由公式求出运动时间。2．带电粒子在非匀强磁场中垂直磁场方向运动时，其运动半径时刻改变，若磁感应强度B增强，则对应运动半径逐渐减小。二、高考要点精析（一）洛伦兹力方向的判定☆考点点拨在用左手定则时，四指必须指向

5、电流方向（不是速度方向），即正电荷定向移动的方向；对负电荷，四指应指负电荷定向移动的反方向。【例1】磁流体发电机原理图如右。等离子体高速从左向右喷射，两极板间有如图方向的匀强磁场。该发电机哪个极板为正极？两板间最大电压为多少？BR＋＋＋＋＋+－－－－―解：由左手定则，正、负离子受的洛伦兹力分别向上、向下。所以上极板为正。正、负极板间会产生电场。当刚进入的正负离子受的洛伦兹力与电场力等值反向，即时，达到最大电压：U=Bdv。当外电路断开时，这也就是电动势E10。当外电路接通时，极板上的电荷量减小，板间场强减小，洛伦兹力将大于电场力，进入的正负

6、离子又将发生偏转。这时电动势仍是E=Bdv，但路端电压将小于Bdv。在定性分析时特别需要注意的是：⑴正负离子速度方向相同时，在同一磁场中受洛伦兹力方向相反。⑵外电路接通时，电路中有电流，洛伦兹力大于电场力，两板间电压将小于Bdv，但电动势不变（和所有电源一样，电动势是电源本身的性质。）⑶注意在带电粒子偏转聚集在极板上以后新产生的电场的分析。在外电路断开时最终将达到平衡态。☆考点精炼I1．半导体靠自由电子（带负电）和空穴（相当于带正电）导电，分为p型和n型两种。p型中空穴为多数载流子；n型中自由电子为多数载流子。用以下实验可以判定一块半导体材

7、料是p型还是n型：将材料放在匀强磁场中，通以图示方向的电流I，用电压表判定上下两个表面的电势高低，若上极板电势高，就是p型半导体；若下极板电势高，就是n型半导体。试分析原因。（二）带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动☆考点点拨带电粒子在匀强磁场中仅受洛伦兹力而做匀速圆周运动时，洛伦兹力充当向心力，由此可以推导出该圆周运动的半径公式和周期公式：，得【例2】两个带电荷相等的粒子，在同一匀强磁场中只受磁场力作用而作匀速圆周运动，则（）A．若速率相等，则半径必相等B．若质量相等，则半径必相等C．若速率相等，则周期必相等D．若质量相等，则周期必相等解析

8、：由得，，且，所以D正确qOxyB【例3】如图所示，在y<0的区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于xy平面并指向纸面外，磁感应强度为B。一带正电的粒子以速度v0从O点射入磁场，入射