2019年高考物理双基突破：专题21-洛伦磁力、带电粒子在匀强磁场中的运动（精讲）（含解析）

《2019年高考物理双基突破：专题21-洛伦磁力、带电粒子在匀强磁场中的运动（精讲）（含解析）》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、一、洛伦兹力1．定义：磁场对运动电荷的作用力叫洛伦兹力。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时，洛伦兹力F＝qvB。（θ＝90°）（3）v＝0时，洛伦兹力F＝0。（4）v与B夹角为θ时，F＝qvBsin_θ。4．洛伦兹力的特点（1）洛伦兹力的方向总是垂直于

2、运动电荷速度方向和磁场方向确定的平面。（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）运动电荷在磁场中不一定受洛伦兹力作用。（4）左手判断洛伦兹力方向，但一定分正、负电荷。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（5）洛伦兹力一定不做功。一个力与速度方向如果始终垂直，则这个力对该物体始终不做功。由于洛伦兹力方向始终与电荷运动方向垂直，洛伦兹力对运动电荷永不做功，即洛伦兹力不能改变速度的大小和动能大小，仅能够改变运动电荷的速度方向。影响带电体所受其他力的大小和带电体的

3、运动时间等。【题1】下列关于洛伦兹力的说法中，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

4、，再由F＝qvB知大小也不变，所以B选项正确。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选项错。【题6】如图，在赤道处，将一小球向东水平抛出，落地点为a；给小球带上电荷后，仍以原来的速度抛出，考虑地磁场的影响，下列说法正确的是A．无论小球带何种电荷，小球仍会落在a点B．无论小球带何种电荷，小球下落时间都会延长C．若小球带负电荷，小球会落在更远的b点D．若小

5、球带正电荷，小球会落在更远的b点【答案】D二、带电粒子在匀强磁场中的运动1．若v∥B，带电粒子不受洛伦兹力，在匀强磁场中做匀速直线运动。2．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，洛伦兹力提供向心力。基本公式：①向心力公式：qvB＝m；②轨道半径公式：r＝；③周期公式：T＝＝；f＝＝；ω＝＝2πf＝。注意：带电粒子在匀强磁场中运动的周期与速率无关。3．运动方向与磁场方向既不平行也不垂直时，带电粒子在磁场中做等半径、等螺距的螺旋线运动。【题7】（多选）如图所示，一重

6、力不计的带电粒子以一定的速率从a点对准圆心射入一圆形匀强磁场，恰好从b点射出。增大粒子射入磁场的速率，下列判断正确的是A．该粒子带正电B．该粒子带负电C．粒子从ab间射出D．粒子从bc间射出【答案】BD【解析】根据带电粒子在磁场中偏转的方向，由左手定则判断可知该粒子带负电，选项A错误，B正确；带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的轨道半径r＝，所以当粒子入射的速率增大时，其轨道半径r会增大，粒子会从图中的bc之间射出磁场，故选项C错误，D正确。【题8】质量和电荷量都相等的带电粒子M和N，以不同的速率经小孔S垂直

7、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】A【题9】（多选）如图甲所示，某空间存在着足够大的匀强磁场，磁场沿水平方向。磁场中有A、B两个物块叠放在一起，置于光滑水平面上。物块A带正电，物块B不带电且表面绝缘。在t＝0时刻，水平恒力F作用在物块B上，物体A、B由静止开始做加速度相同的运动。在物块A、B一起运动的过程中，图乙反映的可能是A．物块A所受洛伦兹力大小随时间t变化的关系B．物

8、块A对物块B的摩擦力大小随时间t变化的关系C．物块A对物块B的压力大小随时间t变化的关系D．物块B对地面压力大小随时间t变化的关系【答案】CD三、带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动研究带电粒子在磁场中的匀速圆周运动的关键是圆心、半径、运动时间的确定——轨道圆的“三个确定”。1．如何确定“圆心”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