2019版高考物理大一轮复习第八章磁场第2讲磁场对运动电荷的作用学案

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1、第2讲　磁场对运动电荷的作用[考试标准]知识内容必考要求加试要求说明运动电荷在磁场中受到的力cc1.不要求计算电荷运动方向与磁场方向不垂直情况下的洛伦兹力．2.不要求推导洛伦兹力公式.带电粒子在匀强磁场中的运动d一、运动电荷在磁场中受到的力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)判定方法左手定则：掌心——磁感线垂直穿入掌心；四指——指向正电荷运动的方向或负电荷运动的反方向；拇指——指向洛伦兹力的方向．(2)方向特点：F⊥B，F⊥v，即F垂直于B和v决定的平面．3．洛伦兹力的大小(1)v∥B时，洛伦兹力F＝0.(θ＝0°或180°)(2)v⊥B

2、时，洛伦兹力F＝qvB.(θ＝90°)(3)v＝0时，洛伦兹力F＝0.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)由qvB＝m，得r＝.(2)由v＝，得T＝.自测2　甲、乙两个质量和电荷量都相同的带正电的粒子(重力及粒子之间的

3、相互作用力不计)，分别以速度v甲和v乙垂直磁场方向射入匀强磁场中，且v甲＞v乙，则甲、乙两个粒子的运动轨迹正确的是(　　)答案　A命题点一　对洛伦兹力的理解1．洛伦兹力的特点(1)洛伦兹力的方向总是垂直于运动电荷的速度方向和磁场方向共同确定的平面，所以洛伦兹力只改变速度的方向，不改变速度的大小，即洛伦兹力永不做功．(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．2．洛伦兹力与安培力的联系及区别(1)安培力是洛伦兹力的宏观表现，二者是相同性质的力．(2)安培力可以做

4、功，而洛伦兹力对运动电荷不做功．例1　(2016·杭州市模拟)如图1所示，一轨道由两等长的光滑斜面AB和BC组成，两斜面在B处用一光滑小圆弧相连接，BA、BC关于竖直线BD对称且BD右侧存在垂直纸面向里的匀强磁场，B处可认为处在磁场中，P是BC的中点，一带电小球从A点由静止释放后能沿轨道来回运动，C点为小球在BD右侧运动的最高点，则下列说法正确的是(　　)图1A．C点与A点不在同一水平线上B．小球向右或向左滑过B点时，对轨道压力相等C．小球向上或向下滑过P点时，其所受洛伦兹力相同D．小球从A到B的时间是从C到P时间的倍答案　D解析　小球在运动过程中受重力、洛伦兹

5、力和轨道支持力作用，因洛伦兹力不做功，支持力始终与小球运动方向垂直，也不做功，即只有重力做功，满足机械能守恒，因此C点与A点等高，在同一水平线上，选项A错误；小球向右或向左滑过B点时速度等大反向，即洛伦兹力等大反向，小球对轨道的压力不等，选项B错误；同理小球向上或向下滑过P点时，洛伦兹力也等大反向，选项C错误；因洛伦兹力始终垂直BC，小球在AB段和BC段(设两斜面与水平面的夹角均为θ)的加速度均由重力沿斜面的分力产生，大小为gsinθ，由x＝at2得小球从A到B的时间是从C到P时间的倍，选项D正确．变式1　关于静电力与洛伦兹力，以下说法正确的是(　　)A．静电场

6、中的电荷一定会受到静电力的作用，磁场中的运动电荷一定会受到洛伦兹力作用B．静电力一定会对电场中的运动电荷做功，而洛伦兹力对磁场中的运动电荷则一定不做功C．静电力方向与电场线方向平行，洛伦兹力方向与磁感线方向平行D．静电力和洛伦兹力的大小均与电荷量大小成正比答案　D变式2　(2016·绍兴市9月选考)如图2所示，电子枪向右发射电子束，其正下方水平直导线内通有向右的电流，则电子束将(　　)图2A．向上偏转B．向下偏转C．向纸外偏转D．向纸内偏转答案　A解析　由安培定则知水平直导线上方磁场方向垂直于纸面向外，由左手定则知向右运动的电子受到向上的洛伦兹力，故A正确．变式

7、3　速率相同的电子垂直磁场方向进入四个不同的磁场，其轨迹照片如图所示，则磁场最强的是(　　)答案　D解析　由qvB＝可得B＝.磁场最强的对应轨迹半径最小，选项D正确．变式4　如图3所示，一个带负电的物体从粗糙斜面顶端滑到底端时，速度为v.若加上一个垂直纸面向外的磁场，则滑到底端时(　　)图3A．v变大B．v变小C．v不变D．不能确定v的变化答案　B解析　由于带负电的物体沿斜面下滑时受到垂直斜面向下的洛伦兹力作用，故物体对斜面的正压力增大，斜面对物体的滑动摩擦力增大，由于物体克服摩擦力做功增大，所以物体滑到底端时v变小，B正确．命题点二　带电粒子在有界匀强磁场中的

8、圆周运动带电粒子在匀强磁