2011高考物理 磁场对电荷的作用讲义.doc

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1、2011高考物理磁场对电荷的作用讲义温故自查1．洛伦兹力的定义：在磁场中所受的力．2．洛伦兹力的大小运动电荷3．洛伦兹力的方向左手定则：伸开左手，使大拇指跟其余四指垂直，且处于同一平面内，把手放入磁场中，让垂直穿入掌心，四指指向运动的方向(或运动的反方向)，那么，拇指所指的方向就是运动电荷所受的方向．4．洛伦兹力对运动电荷不做功，因为洛伦兹力方向始终与方向垂直．磁感线洛伦正电荷兹力电荷运动负电荷考点1．由安培力公式推导洛伦兹力公式F＝qvB如图所示，直导线长L，电流为I，导体中运动电荷数为N，截面积为S

2、，电荷的电量为q，运动速度为v，则安培力F安＝ILB＝NF.所以洛伦兹力F＝因为I＝nqSv(n为单位体积内的电荷数)28用心爱心专心2．洛伦兹力与安培力相比较安培力是洛伦兹力的宏观表现，但各自的表现形式不同，洛伦兹力对运动电荷永远不做功，而安培力对通电导线可做正功，可做负功，也可不做功．3．洛伦兹力与电场力相比较 洛伦兹力电场力性质磁场对在其中运动的电荷有作用力(v≠B)电场对放入其中的电荷有作用力产生条件磁场中静止电荷、沿磁场方向运动的电荷不受洛伦兹力电场中的电荷无论静止，还是运动都要受到电场力方向

3、(1)方向由电荷正负、磁场方向以及电荷运动方向决定，方向之间关系遵循左手定则(2)洛伦兹力方向一定垂直于磁场方向以及电荷运动方向(电荷运动方向与磁场方向不一定垂直)(1)方向由电荷正负、电场方向决定(2)正电荷受力方向与电场方向一致，负电荷受力方向与电场方向相反大小F＝qvB(v⊥B)F＝qE做功情况一定不做功可能做正功，可能做负功，也可能不做功温故自查1．若v∥B，带电粒子所受的洛伦兹力F＝0，因此带电粒子以速度v做运动．2．若v⊥B，带电粒子在垂直于磁感线的平面内以入射速度v做运动．匀速直线匀速圆周

4、考点精析28用心爱心专心1．运动分析：如图所示，若带电粒子沿垂直磁场方向射入磁场，即θ＝90°时，带电粒子所受洛伦兹力F洛＝Bvq，方向总与速度v方向垂直．洛伦兹力提供向心力，使带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动．2．其特征方程和基本公式：F洛＝F向28用心爱心专心T、f的两个特点：(1)T、f的大小与轨道半径R和运行速率v无关，只与磁场的磁感应强度B和粒子的荷质比有关系．(2)荷质比相同的带电粒子，在同样的匀强磁场中，T、f相同.温故自查1．刚好穿出磁场边界的条件是带电粒子在磁场中运动的轨迹与边界2．

5、当速度v一定时，弧长(或弦长)越长，圆心角越大，则带电粒子在有界磁场中运动的时间．3．当速度v变化时，圆心角大的，运动时间4．如从同一边界射入的粒子，从同一边界射出时，速度与边界的夹角；在圆形磁场区域内，沿径向射入的粒子，必沿径向射出．28用心爱心专心相切．越长长．相等考点精1．解决此类问题的关键是：找准临界点．2．找临界点的方法是：以题目中的“恰好”“最大”“最高”“至少”等词语为突破口，借用半径R和速度v(或磁场B)之间的约束关系进行动态运动轨迹分析，确定轨迹圆和边界的关系，找出临界点，然后利用数学

6、方法求解极值，常用结论如下：(1)刚好穿出磁场边界的条件是带电粒子在磁场中运动的轨迹与边界相切．(2)当速度v一定时，弧长(或弦长)越长，圆心角越大，则带电粒子在有界磁场中运动的时间越长．(3)当速度v变化时，圆心角大的，运动时间越长.温故自查带电粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，由于多种因素的影响，使问题形成多解，多解形成原因一般包含下述几个方面：(1)带电粒子电性不确定形成多解：受洛伦兹力作用的带电粒子，可能带正电荷，也可能带负电荷，在相同的初速度下，正负粒子在磁场中运动轨迹，导致形成双解．不同(

7、2)磁场方向不确定形成多解：有些题目只告诉了磁感应强度大小，而未具体指出磁感应强度方向，此时必须要考虑磁感应强度方向而形成的双解．(3)临界状态不唯一形成多解：带电粒子在洛伦兹力作用下飞越有界磁场时，由于粒子运动轨迹是，因此，它可能穿过去了，可能转过180°从入射界面这边反向飞出，如图所示，于是形成多解．不确定圆弧状28用心爱心专心(4)运动的重复性形成多解：带电粒子在部分是电场、部分是磁场空间运动时，往往运动具有，因而形成多解．考点精析1．分析题目特点，确定题目多解性形成的原因．2．作出粒子运动轨迹示

8、意图(全面考虑多种可能性)．3．如果是周期性重复的多解问题，应列出通项式．如果是出现几种解的可能性，注意每种解出现的条件．往复性命题规律　带电粒子在磁场中运动，根据洛伦兹力提供向心力F洛＝Bvq＝和左手定则判断带电粒子所受力的大小和方向，确定其运动轨迹或粒子带电性质．[考例1]　如图所示，带电粒子在真空环境中的匀强磁场是按图示径迹运动，径迹为互相衔接的两段半径不等的半圆弧，中间是一块薄金属片，粒子穿过有动能损失，试判断粒子带何种电荷，在上、