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1、磁场对运动电荷的作用资料3.方向:F、v、B三者的关系满足⑥左手定则.(3)v与B夹角为θ时,F=④qvBsinθ(θ为⑤v、B夹角).4.特点:由于F始终⑦垂直于v的方向,故洛伦兹力永不做功.注意:洛伦兹力是安培力的微观实质,安培力是洛伦兹力的宏观表现.二、带电粒子在磁场中的运动知识建构技能建构2.若带电粒子的速度方向与匀强磁场方向垂直,带电粒子在垂直于磁感线的平面内,以入射速率v做⑨匀速圆周运动.1.若带电粒子的速度方向与匀强磁场方向平行,带电粒子以入射速度v做⑧匀速直线运动.知识建构技能建构(1)基本公式①向心力公式:qvB=.②
2、轨道半径公式:R=⑩=.③周期、频率和角速度公式:T==;f==;ω==2πf=;知识建构技能建构(2)T、f和ω的特点:T、f和ω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和粒子的比荷有关.④动能表达式:Ek=mv2=.知识建构技能建构1.带电荷量为+q的粒子在匀强磁场中运动,下列说法中正确的是( )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,且速度反向但大小不变,则洛伦兹力的大小和方向均不变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.粒子只受到洛伦兹力作用时,运
3、动的速度、动能均不变【解析】因为洛伦兹力的大小不但与粒子速度大小有关,而且与粒子速度的方向有关.如果粒子速度与磁场垂直时F=qvB,当粒子速度与磁场平行时F=0.再者由于洛伦兹力的方向永远与粒子的速知识建构技能建构度方向垂直,因而速度方向不同时,洛伦兹力的方向也不同.故A选项错误.因为+q改为-q且速度反向时所形成的电流方向与原+q运动形成的电流方向相同,由左手定则可知洛伦兹力方向不变,再由F=qvB知大小不变,故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,故C选项错误.因为洛伦兹力总与速度方向垂直,因此洛伦兹力不
4、做功,粒子动能不变,但洛伦兹力可改变粒子的运动方向,使速度的方向不断改变,故D选项错误.【答案】B知识建构技能建构2.(2011年广东东莞调研)带电粒子(重力不计)穿过饱和蒸汽时,在它走过的路径上饱和蒸汽便凝成小液滴,从而显示出粒子的径迹,这是云室的原理,如图是云室的拍摄照片,云室中加了垂直于照片向外的匀强磁场,图中Oa、Ob、Oc、Od是从O点发出的四种粒子的径迹,下列说法中正确的是( )A.四种粒子都带正电B.四种粒子都带负电C.打到a、b点的粒子带正电D.打到c、d点的粒子带正电知识建构技能建构【答案】D甲【解析】由左手定
5、则知打到a、b点的粒子带负电,打到c、d点的粒子带正电,D正确.知识建构技能建构3.如图甲所示,一个带正电q的带电体处于垂直于纸面向里的匀强磁场B中,带电体的质量为m,为了使它对水平的绝缘面恰好没有正压力,则应该( )A.将磁感应强度B的值增大B.使磁场以速率v=向上运动C.使磁场以速率v=向右运动D.使磁场以速率v=向左运动知识建构技能建构乙【解析】本题考查洛伦兹力和受力平衡,这是一道力学与磁场结合的试题.物体受重力与洛伦兹力的作用,两者等大反向,如图乙所示.再由左手定则判断可知此带电体必相对磁场向右运动,由平衡条件有Bqv=
6、mg,v=.故正确答案为C.【答案】C知识建构技能建构4.(2011年长沙模拟)如图,在x>0、y>0的空间中有恒定的匀强磁场,磁感应强度的方向垂直于Oxy平面向里,大小为B.现有一质量为m、电荷量为q的带电粒子,在x轴上到原点的距离为x0的P点,以平行于y轴的初速度射入此磁场,在磁场作用下沿垂直于y轴的方向射出此磁场,不计重力的影响.由这些条件可知( )A.能确定粒子通过y轴时的位置B.能确定粒子速度的大小C.能确定粒子在磁场中运动所经历的时间D.以上三个判断都不对知识建构技能建构,又由t=T=可知选项A、B、C正确,D错误.
7、【答案】ABC【解析】由题可知粒子在磁场中运动轨迹为四分之一圆弧,所以半径为x0,因此粒子从y轴x0处射出.又由半径公式r=,则v==知识建构技能建构一、洛伦兹力与安培力、电场力的比较知识建构技能建构例1 在如图甲所示宽度范围内,用场强为E的匀强电场可使初速度是v0的某种正粒子偏转θ角.在同样宽度范围内,若改用方向垂直纸面向外的匀强磁场,使该粒子穿过该区域,并使偏转角也为θ(不计粒子的重力),问:甲知识建构技能建构(2)粒子穿过电场和磁场的时间之比是多大?【名师点金】求解此题应把握以下两点:(1)匀强磁场的磁感应强度是多大?知识建构技能
8、建构(2)正确分析两种运动中各物理量之间的关系.(1)明确粒子在电场和磁场中的运动特点.知识建构技能建构【规范全解】(1)当只有电场时,带电粒子做类平抛运动水平方向上:L=v0t竖直方向上:vy=at=ta
