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《2017届物理一轮教学案专题九考点二带电粒子在匀强磁场中的运动含解析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、齟考点二带电粒子在匀强磁场中的运动嬉杉基础点重难点基础点知识点1洛伦兹力、洛伦兹力的方向、洛伦兹力公式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。①磁感线垂直穿过壬心。②四指指向正电荷运动的方向。③拇指指向正电荷所受洛伦兹力的方向。(2)方向特点：F丄〃，F丄s即F垂直于B和e决定的匹。(注意：〃和e不一定垂直)3・洛伦兹力的大小：F=qvBsin09。为Q与B的夹角。时，洛伦兹力F=0o(2)e丄〃时，洛伦兹力F=qvB.(3)e=0时，洛伦兹力F=0o知识点2带电粒子在匀强磁场中的运动1.洛伦兹力的特点：洛伦兹
2、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Q〃爲则粒子不受洛伦兹力,在磁场中做匀速直线运动。(2)若e丄〃，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=nr^,得r=me亦。⑵由〒2nm'得T=1B重难点一、对洛伦兹力的认识1・对洛伦兹力的理解(1)洛伦兹力的方向总是垂直于运动电荷的速度方向，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
3、四指指向电荷运动的反方向。2.洛伦兹力和安培力的比较(1)洛伦兹力是单个运动电荷在磁场中受到的力，而安培力是导体中所有定向移动的自由电荷受到的洛伦兹力的宏观表现。(2)安培力是洛伦兹力的宏观表现，二者是相同性质的力，都是磁场力。(3)安培力可以做功，而洛伦兹力对运动电荷不做功。3・洛伦兹力与电场力的区别内对应刿比tt«ll洛伦住力F电场力F1大vJLB)F=qE性质at场MftK中运动电荷的作用力电场对放人其中电育的作用力产生条件U*0且U不与B电场中的电荷一定受対电场力作用受力方向纭场方向的关系一定見F丄儿F丄u1E电fir9电场方向相同•负电荷与
4、电场方向郴反做功悄况任何情况*郁不做功吋能做正功•负功•也可能不做功力F为零时场的悄况F为零・B不一定为零F为零.E-ffi为零作用效果只改变电荷运动的速度方向•不改变速度大小BI町以改变电简运动的速度大小.也4U改变电简运动的方向4•洛伦兹力的推导如图所示，直导线长为厶电流为/,导体中运动电荷数为横截面积为S,电荷的电荷量为彳，运动速度为s则安培力F=BIL=nF^所以洛伦兹力FFBIL因为I=NqSv（N为单位体积内的电荷数）,所以尸洛=NqS打LB=^qpB,式中h=nsl,故F洛=彳诃。施)特别提醒(1)带电粒子在磁场中运动并不一定受洛伦兹力。
5、比如V//B时,则不受磁场力。(2)当e与〃不垂直时，也受洛伦兹力F=qvBsinO,〃为粒子速度与磁场方向的夹角。(3)洛伦兹力对运动电荷(或带电体)不做功，不改变速度的大小,但它可以改变运动电荷的速度方向，影响带电体所受其他力的大小,影响带电体的运动时间等。二、带电粒子在匀强磁场中的匀速周运动心的确定(1)由两点和两线确定圆心，画出带电粒子在匀强磁场中的运动轨迹，确定带电粒子运动轨迹上的两个特殊点(一般是射入和射出磁场时的两点)，过这两点作带电粒子运动方向的垂线(这两垂线即为粒子在这两点所受洛伦兹力的方向)，则两垂线的交点就是圆心，如图(a)所示。
6、(2)若只己知过其中一个点的粒子运动方向，则除过已知运动方向的该点作垂线外，还要将这两点相连作弦，再作弦的中垂线，两垂线交点就是心,如图(b)所示。(1)若只已知一个点及运动方向，也知另外某时刻的速度方向,但不确定该速度方向所在的点，如图(c)所示，此时要将其中一速度的延长线与另一速度的反向延长线相交成一角(Z/MM),画出该角的角平分线，它与已知点的速度的垂线交于点0,该点就是圆心。2.半径的确定ni7)方法一：由物理方法求，半径$=西方法二：由几何方程求，一般由数学知识(勾股定理、三角函数等)计算来确定。3.心角与时间的确定⑴速度的偏向角0=圆弧所
7、对应的圆心角(回旋角)0=2a(a为弦切角)，如图(d)所示。(1)时间的计算方法方法一：由圆心角求，t=%T或(=始^八方法二：由弧长求，t=*。4.带电粒子在三类常见的有界磁场运动轨迹示意图(1)直线边界(进出磁场具有对称性，如图所示)粒子从直线边界射入磁场，再从这一边界射出时，速度方向与边界的夹角相等。(2)平行边界(存在临界条件，如图甲、丙所示)屮形边界（沿径向射入必沿径向射出,如图所示,图中么为偏转角，〃为心角,且3=a)粒子沿径向射入形磁场区域时,必沿径向射出磁场区域。加》特别提醒（偏向角）（1）粒子速度的偏向角（卩）等于回旋角（么），且等
8、于AB弦与切线的夹角（弦切角“）的2倍（如图所示），即（p=a=20=coto（2）相对的弦切
