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《浙江省2020版高考物理复习第20讲磁场对运动电荷的作用课件.ppt》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、第20讲 磁场对运动电荷的作用电荷在磁场中受力和运动教材研读突破一洛伦兹力的特点与应用突破二带电粒子在匀强磁场中的运动突破三带电粒子在匀强磁场中运动的多解问题重难突破突破四带是粒子在有界磁场中的临界值问题电荷在磁场中的受力和运动教材研读1.洛伦兹力(1)大小→F=①qvB(v⊥B);(2)方向→利用②左手定则判断;(3)特点→洛伦兹力③不做功。2.运动性质(1)v0∥B→④匀速直线运动;(2)v0⊥B→⑤匀速圆周运动;(3)半径公式→R=;(4)周期公式→T=。1.判断下列说法的正误:(1)带电粒子在磁场中运动时一
2、定会受到洛伦兹力的作用。 (✕)(2)洛伦兹力不做功,但安培力却可以做功。 (√)(3)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。(✕)(4)根据公式T= ,说明带电粒子在匀强磁场中的运动周期T与v成反比。 (✕)(5)带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时,其运动半径与带电粒子的比荷有关。 (√)2.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(B)3.甲、乙两个质量和电荷量都相同的带正电的粒子(重力及粒子之间的相互作用力不计),分别以速度v甲和v乙垂直磁场方向射
3、入匀强磁场中,且v甲>v乙,则甲、乙两个粒子的运动轨迹正确的是(A)4.(多选)如图所示,在匀强磁场中,磁感应强度B1=2B2,当不计重力的带电粒子从B1磁场区域运动到B2磁场区域时,粒子的(BC)A.速率将加倍B.轨迹半径加倍C.周期将加倍D.做圆周运动的角速度将加倍突破一 洛伦兹力的特点与应用重难突破1.洛伦兹力的特点(1)利用左手定则判断洛伦兹力的方向,注意区分正、负电荷。(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)洛伦兹力一定不做功。2.洛伦兹
4、力与安培力的联系及区别(1)安培力是洛伦兹力的宏观表现,二者性质相同,都是磁场力。(2)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比较洛伦兹力电场力产生条件v≠0且v不与B平行电荷处在电场中大小F=qvB(v⊥B)F=qE方向F⊥B且F⊥v正电荷受力与电场方向相同,负电荷受力与电场方向相反做功情况任何情况下都不做功可能做正功,可能做负功,也可能不做功典例1如图所示,M、N和P是以MN为直径的半圆弧上的三点,O为半圆弧的圆心,在O点存在垂直纸面向里运动的匀速电子束。∠MOP=60°,在M、N处
5、各有一条长直导线垂直穿过纸面,导线中通有大小相等的恒定电流,方向如图所示,这时O点的电子受到的洛伦兹力大小为F1。若将M处长直导线移至P处,则O点的电子受到的洛伦兹力大小为F2。那么F2与F1之比为(B)A.∶1B.∶2C.1∶1D.1∶2解析长直导线在M、N、P处时在O点产生的磁感应强度B大小相等,M、N处的导线在O点产生的磁感应强度方向都向下,合磁感应强度大小为B1=2B,P、N处的导线在O点产生的磁感应强度夹角为60°,合磁感应强度大小为B2=B,可得,B2∶B1=∶2,又因为F洛=qvB,所以F2∶F1=∶
6、2,选项B正确。1-1利用霍尔效应制作的霍尔元件,广泛应用于测量和自动控制等领域。霍尔元件一般由半导体材料做成,有的半导体中的载流子(即自由电荷)是电子,有的半导体中的载流子是空穴(相当于正电荷)。如图所示,将扁平长方体形状的霍尔元件水平放置接入电路,匀强磁场垂直于霍尔元件的水平面竖直向下,闭合开关,让电流从霍尔元件的左侧流向右侧,则其前后两表面会形成电势差。现有载流子是电子的霍尔元件1和载流子是空穴的霍尔元件2,两元件均按图示方式接入电路(闭合开关),则关于前后两表面电势高低的判断,下列说法中正确的是(A)A.若
7、接入元件1时,前表面电势高;若接入元件2时,前表面电势低B.若接入元件1时,前表面电势低;若接入元件2时,前表面电势高C.不论接入哪个元件,都是前表面电势高D.不论接入哪个元件,都是前表面电势低解析根据左手定则可判断出电荷受到指向后表面的洛伦兹力,若为元件1,则负电荷聚积到后表面,前表面电势高;若为元件2,则正电荷聚积到后表面,前表面电势低,故选A。1-2如图所示,带负电荷的摆球在一匀强磁场中摆动。匀强磁场的方向垂直纸面向里。磁场中A、B为等高的两点,摆球在A、B间摆动过程中,由A摆到最低点C时,摆线拉力大小为F1
8、,摆球加速度大小为a1。由B摆到最低点C时,摆线拉力大小为F2,摆球加速度大小为a2,则(B)A.F1>F2,a1=a2B.F1F2,a1>a2D.F1
