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课件

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1、第2讲磁场对运动电荷的作用第八章磁场内容索引基础知识梳理命题点一对洛伦兹力的理解命题点二带电粒子在匀强磁场中的圆周运动命题点三带电粒子在有界磁场中的运动盘查拓展点课时作业基础知识梳理1一、对洛伦兹力的理解1.洛伦兹力电荷在磁场中受到的力叫做洛伦兹力.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；拇指——指向的方向.运动反方向洛伦兹力(2)方向特点：F⊥B，F⊥v，即F垂直于B和v决定的(注意：洛伦兹力不做功).3.洛伦兹力的大小(1)v∥B时，洛伦兹力F＝0.(θ＝0°或

2、180°)(2)v⊥B时，洛伦兹力F＝qvB.(θ＝90°)(3)v＝0时，洛伦兹力F＝0.平面为什么带电粒子在电场力、重力和洛伦兹力共同作用下的直线运动只能是匀速直线运动？答案如果是变速，则洛伦兹力会变化，而洛伦兹力总是和速度方向垂直的，所以就不可能是直线运动.深度思考二、带电粒子在匀强磁场中的圆周运动1.匀速圆周运动的规律若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做匀速圆周运动.(1)基本公式：(2)半径R＝______(3)周期T＝＝_______2.圆心的确定(1)已知入射点、出射点、入射方向和出射方向

3、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(如图甲所示，P为入射点，M为出射点).(2)已知入射方向、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，这两条垂线的交点就是圆弧轨迹的圆心(如图乙所示，P为入射点，M为出射点).圆心中垂线3.半径的确定可利用物理学公式或几何知识(勾股定理、三角函数等)求出半径大小.4.运动时间的确定粒子在磁场中运动一周的时间为T，当粒子运动的圆弧所对应的圆心角为θ时，其运动时间表示为.三、带电粒子在有界磁场中的运动1.带电粒子在

4、有界磁场中运动的三种常见情形(1)直线边界(进出磁场具有对称性，如图所示)(2)平行边界(存在临界条件，如图所示)(3)圆形边界(沿径向射入必沿径向射出，如图所示)2.分析带电粒子在匀强磁场中运动的关键(1)画出；(2)确定和；(3)利用提供向心力列方程.运动轨迹圆心半径洛伦兹力1.当带电粒子射入磁场时速度v大小一定，但射入方向变化时，如何确定粒子的临界条件？答案当带电粒子射入磁场时的速度v大小一定，但射入方向变化时，粒子做圆周运动的轨道半径R是确定的.在确定粒子运动的临界情景时，可以以入射点为定点，将轨迹圆旋转，作出一系列轨迹，从而探索

5、出临界条件.深度思考2.当带电粒子射入磁场的方向确定，但射入时的速度大小或磁场的磁感应强度变化时，又如何确定粒子的临界条件？答案当带电粒子射入磁场的方向确定，但射入时的速度v大小或磁场的磁感应强度B变化时，粒子做圆周运动的轨道半径R随之变化.可以以入射点为定点，将轨道半径放缩，作出一系列的轨迹，从而探索出临界条件.1.判断下列说法是否正确.(1)带电粒子在磁场中运动时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.()(3)洛伦兹力和安培力是性质完全不同的两种力.()(4)粒子在只受到洛伦兹力作

6、用时运动的动能不变.()(5)带电粒子只要速度大小相同，所受洛伦兹力就相同.()×√×××基础题组自测2.(人教版选修3－1P98第1题改编)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√3.(人教版选修3－1P102第3题改编)如图所示，一束质量、速度和电荷不全相等的离子，经过由正交的匀强电场和匀强磁场组成的速度选择器后，进入另一个匀强磁场中并分裂为A、B两束，下列说法中正确的是A.组成A束和B束的离子都带负电B.组成A束和B束的离子质量一定不同C.A束离子的比荷大于B束离子的比荷D.速度选择器中

7、的磁场方向垂直于纸面向外答案√4.质量和电量都相等的带电粒子M和N，以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图中虚线所示，下列表述正确的是A.M带负电，N带正电B.M的速率小于N的速率C.洛伦兹力对M、N做正功D.M的运行时间大于N的运行时间√答案解析由左手定则可知，N粒子带正电，M粒子带负电，A正确.又rN

8、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