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时间:2018-12-02
《高考物理一轮复习第2讲磁场对运动电荷的作用教案新人教版》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第2讲 磁场对运动电荷的作用一、抓住三个知识点(讲基础,练基础)知识一 洛伦兹力的方向和大小1.洛伦兹力:磁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(1)v∥B时,洛伦兹力F=0.(2)v⊥B时,洛伦兹力F=qvB.(3)v=0时,洛伦兹力F=0.(1)带电粒子在磁场中一定会受到磁场力的作用.(×)(2)洛伦兹力的方向在特殊情况下可能与带电粒子的速度方向不垂直.(×)知识二 带电粒子在匀强磁场中的运动1.洛伦兹力的特点洛伦兹力不改变带
2、电粒子速度的大小,或者说,洛伦兹力对带电粒子不做功.2.粒子的运动性质(1)若v0∥B,则粒子不受洛伦兹力,在磁场中做匀速直线运动.(2)若v0⊥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)根据公式T=,可知带电粒子在匀强磁场中的运动周期T与v成反比.(×)(2)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.(√)知识三 质谱仪和回旋加速器1.质谱仪(1)构造:如图所示,由粒子源、加速电场、偏转磁场和照相底片等组成.(2)原理:①粒子由静止在加速电场中被加速,根据动能定理有qU=mv2.②粒子在磁场中受洛伦兹力偏转,做
3、匀速圆周运动,根据牛顿第二定律,qBv=.③由两式可得出需要研究的物理量,如粒子轨道半径、粒子质量、比荷r=,m=,=.2.回旋加速器(1)构造:如图所示,D1、D2是半圆金属盒,D形盒的缝隙处接交流电源.D形盒处于匀强磁场中.(2)原理:交变电流的周期和粒子做圆周运动的周期相等,粒子在做圆周运动的过程中一次一次地经过D形盒缝隙,两盒间的电场强度方向周期性地发生变化,粒子就会被一次一次地加速.由qvB=,得Ekm=,可见粒子获得的最大动能由磁感应强度B和D形盒半径R决定,与加速电压无关.(1)利用质谱仪可以测得带电粒子的比荷.(√)(2)经过回旋加速器加速的带电
4、粒子的最大动能是由D形盒的最大半径、磁感应强度B、加速电压的大小共同决定的.(×)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、速度均不变答案:B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=qvB,当粒子速度与磁场平行时F=0.又由于洛伦兹力的方向永远与粒子的速
5、度方向垂直,因而速度方向不同时,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=qvB知大小不变,所以B项正确.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,但洛伦兹力可改变粒子的运动方向,使粒子速度的方向不断改变,所以D项错.2.有关洛伦兹力和安培力的描述,正确的是( )A.通电直导线在匀强磁场中一定受到安培力的作用B.安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现C.带电粒子在匀强磁场中运动受到的洛伦兹力做正功D.通电直
6、导线在磁场中受到的安培力方向与磁场方向平行答案:B解析:通电直导线与磁场方向平行时,安培力等于零,故A错;安培力一定垂直磁场和电流所决定的平面,即安培力方向一定垂直磁场方向,D错;洛伦兹力也一定垂直磁场与速度方向决定的平面,即洛伦兹力一定与运动方向垂直,洛伦兹力一定不做功,C错;二者的关系为安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现,B正确.3.(多选)1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器,其原理如图所示.这台加速器由两个铜质D形盒构成,其间留有空隙.下列说法正确的是( )A.离子由加速器的中心附近进入加速器B.离子由加速器的边缘进入加速器C.离子从磁
7、场中获得能量D.离子从电场中获得能量答案:AD解析:离子在磁场中做匀速圆周运动,速度越大,轨道半径越大,所以离子要从加速器的中心附近进入加速器.洛伦兹力总是垂直于速度的方向,所以磁场是不对离子做功的,它的作用只是改变离子的速度方向,而电场的作用才是加速离子,使之获得能量.由此可见,选项A、D是正确的.4.(2012·北京高考)处于匀强磁场中的一个带电粒子,仅在磁场力作用下做匀速圆周运动.将该粒子的运动等效为环形电流,那么此电流值( )A.与粒子电荷量成正比B.与粒子速率成正比C.与粒子质量成正比D.与磁感应强度成正比答案:D解析:带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周
8、运动的周期T=,该粒子运
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