磁场对运动电荷地作用

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1、实用标准文案年级高二学科物理版本通用版内容标题磁场对运动电荷的作用编稿老师朱爱农【本讲主要内容】磁场对运动电荷的作用洛伦兹力、带电粒子在磁场中圆周运动半径、周期【知识掌握】【知识点精析】（一）洛伦兹力1.洛伦兹力：磁场对运动电荷的作用力。2.大小：（θ为B与v之间的夹角），当θ＝0时，F＝0；当θ＝90°时，F＝Bqv。3.洛伦兹力的方向由左手定则判定伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直且处于同一平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿过手心，四指指向电流方向，那么大拇指所指的方向就是运动电荷所受的洛伦兹力方向。（1）对于正电荷：四指指向电流方向即指向电荷的运动方向。

2、（2）对于负电荷：四指指向电流方向即指向电荷运动的反方向。（二）洛伦兹力的特点1.洛伦兹力的方向既垂直于磁场，又垂直于速度，即垂直于v和B所组成的平面。2.洛伦兹力对电荷不做功，只改变速度的方向，不改变速度的大小。（三）带电粒子在匀强磁场中运动轨迹带电粒子只受洛伦兹力作用（对电子、质子等微观粒子重力通常忽略不计）的条件下，在匀强磁场中有两种典型的运动1.v//B时，做匀速直线运动2.v⊥B时，做匀速圆周运动（四）轨道半径和运动周期洛伦兹力提供向心力是处理问题的关键1.轨道半径r由得在匀强磁场中做匀速圆周运动的带电粒子，轨道半径跟运动速率成正比。2.运动周期T由得精彩

3、文档实用标准文案（1）周期跟轨道半径和运动速率均无关。（2）运动时间：（θ为带电粒子运动所通过的圆弧所对的圆心角），显然，运动一周所对的圆心角为2π，所用时间为T。【解题方法指导】例1.带电量为+q的粒子，在匀强磁场中运动，下面说法正确的是（）A.只要速度大小相同，所受的洛伦兹力就相同B.如果把+q改为-q，且速度反向大小不变，则所受的洛伦兹力大小、方向均不变C.只要带电粒子在磁场中运动，就一定受洛伦兹力作用D.带电粒子受洛伦兹力小，则该磁场的磁感应强度小解析：带电粒子在磁场中所受的洛伦兹力，不但与速度大小有关，还与速度的方向有关，当v//B时，不管v、B、q多大，

4、洛伦兹力总为零。将+q改为-q，且速度等值反向，这时形成的电流方向仍跟原来相同，由左手定则和F＝qvB，可知，洛伦兹力不变。正确选项为B例2.有一质量为m、电荷量为q的带正电的小球停在绝缘平面上，并且处在磁感应强度为B、方向垂直指向纸里的匀强磁场中，如图所示，为了使小球飘离平面，匀强磁场在纸面内移动的最小速度应为多少？方向如何？解析：带电小球不动，而磁场运动，也可以看作带电小球相对于磁场沿相反方向运动，带电小球仅受重力和洛伦兹力的作用，那么欲使小球飘起，带电小球所受的最小洛伦兹力大小为F＝mg，方向竖直向上。用左手定则可以判断出小球相对磁场的运动方向为水平向右，所以

5、带电小球不动时，磁场应水平向左平移。设磁场向左平移的最小速度为v，由F＝qvB及F＝mg，得。说明：洛伦兹力F＝qvB中的v是电荷相对于磁场的速度，所以，即使小球相对于地面静止，当磁场运动时带电小球仍受洛伦兹力作用。【考点突破】【考点指要】1.理解洛伦兹力的概念，会导出v与B垂直条件下洛伦兹力的公式，会运用左手定则判断洛伦兹力的方向。2.理解带电粒子垂直进入匀强磁场做匀速圆周运动的动力学依据，会推导半径和周期公式，理解洛伦兹力不做功。3.高考对洛伦兹力及其作用下带电粒子的运动要求很高，选择题、计算题均有考查，而且经常出现在压轴题上，需特别注意。精彩文档实用标准文案【

6、典型例题分析】例3.如图所示，长通电螺线管中通以正弦交流电，一个电子（重力不计）沿着螺线管的中心轴线飞入，则电子在螺线管内的运动是（）A.螺旋线运动B.沿着轴线的振动C.匀速直线运动D.加速直线运动解析：长直通电螺线管内除两端外可看作匀强磁场，另外其中心轴线恰和一条磁感线重合，所以如图所示电子是沿着磁感线方向飞入，所以不受磁场力。故C选项正确。例4.在下列各种情况下，带电粒子的动量和动能是否发生变化？请在各空内填“变化”或“不变”。（1）带电粒子沿电场线方向进入匀强电场时，其动量__________，动能__________。（2）带电粒子垂直于电场线方向进入匀强电

7、场时，其动量__________，动能__________。（3）带电粒子沿磁感线方向进入匀强磁场时，其动量__________，动能__________。（4）带电粒子垂直于磁感线方向进入匀强磁场时，其动量__________，动能__________。解析：带电粒子进入电场中，一定受电场力作用，电场力做功其动能、动量均变化；若带电粒子沿磁感线进入磁场，不受洛伦兹力，故动能、动量均不变若带电粒子垂直磁感线进入磁场，受洛伦兹力作用，但始终与速度方向垂直，做功为零。故动能不变，但动量将发生变化。说明：电场和磁场对电荷作用不同：（1）电荷在电场中一定要受到电场力的作