高三物理一轮复习第讲磁场对运动电荷的作用公开课获奖课件

第2讲磁场对运动电荷作用第1页(单项选择)(·黄山检测)如下各图中，运动电荷速度方向、磁感应强度方向和电荷受力方向之间关系对旳是()．洛伦兹力Ⅱ(考纲规定)【思维驱动】第2页解析根据左手定则，A中F方向应向上，B中F方向应向下，故A错、B对．C、D中都是v∥B，F＝0，故C、D都错．答案B第3页1．洛伦兹力：磁场对_________作用力叫洛伦兹力．2．洛伦兹力方向 (1)鉴定措施：左手定则： 掌心——磁感线_____穿入掌心； 四指——指向正电荷运动方向或负电荷运动_______； 拇指——指向__________方向． (2)方向特点：F⊥B，F⊥v，即F垂直于B和v决定_____．【知识存盘】运动电荷垂直反方向洛伦兹力平面第4页3．洛伦兹力大小 (1)ν∥B时，洛伦兹力F＝__．(θ＝0°或180°) (2)ν⊥B时，洛伦兹力F＝____．(θ＝90°) (3)ν＝0时，洛伦兹力F＝___．0qvB0第5页试画出下图中几种状况下带电粒子运动轨迹，并说出其运动性质．带电粒子在匀强磁场中运动Ⅱ(考纲规定)【思维驱动】第6页答案

第7页1．若v∥B，带电粒子不受洛伦兹力，在匀强磁场中做_________运动．2．若v⊥B，带电粒子仅受洛伦兹力作用，在垂直于磁感线平面内以入射速度v做_________运动．3．半径和周期公式：(v⊥B)【知识存盘】匀速直线匀速圆周第8页(多选)如图8－2－1所示，一种质量为m、电荷量为e粒子从容器A下方小孔S，无初速度地飘入电势差为U加速电场，然后垂直进入磁感应强度为B匀强磁场中，最终打在摄影底片M上．如下说法对旳是 ()．质谱仪和回旋加速器基本原理Ⅰ(考纲规定)【思维驱动】图8－2－1第9页第10页答案

AC第11页图8－2－2【知识存盘】1．质谱仪 (1)构造：如图8－2－2所示，由粒子源、_________、_________和摄影底片等构成．加速电场偏转磁场第12页第13页(1)构造：如图8－2－3所示，D1、D2是半圆金属盒，D形盒缝隙处接交流电源．D形盒处在匀强磁场中．图8－2－32．回旋加速器相等磁感应强度半径无关第14页记一记1．运动电荷在磁场中不一定受洛伦兹力作用．2．左手判断洛伦兹力方向，但一定分正、负电荷．3．洛伦兹力一定不做功．4．当v⊥B时粒子做匀速圆周运动．第15页第16页【典例1】(单项选择)如图8－2－4所示，在竖直绝缘平台上，一种带正电小球以水平速度v0抛出，落在地面上A点，若加一垂直纸面向里匀强磁场，则小球落点 ()．考点一洛伦兹力特点及应用图8－2－4A．仍在A点 B．在A点左侧C．在A点右侧 D．无法确定第17页答案

C第18页【变式跟踪1】(多选)如图8－2－5所示，ABC为竖直平面内光滑绝缘轨道，其中AB为倾斜直轨道，BC为与AB相切圆形轨道，并且圆形轨道处在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里．质量相似甲、乙、丙三个小球中，甲球带正电、乙球带负电、丙球不带电．现将三个小球在轨道AB上分别从不一样样高图8－2－5度处由静止释放，都恰好通过圆形轨道最高点，则 ()．第19页A．通过最高点时，三个小球速度相等B．通过最高点时，甲球速度最小C．甲球释放位置比乙球高D．运动过程中三个小球机械能均保持不变答案

CD第20页(1)洛伦兹力方向总是垂直于运动电荷速度方向和磁场方向确定平面．(2)当电荷运动方向发生变化时，洛伦兹力方向也随之变化．(3)用左手定则判断负电荷在磁场中运动所受洛伦兹力方向时，要注意判断成果与正电荷恰好相反．(4)洛伦兹力对运动电荷(或带电体)不做功，不变化速度大小，但它可变化运动电荷(或带电体)速度方向，影响带电体所受其他力大小，影响带电体运动时间等．借题发挥1．洛伦兹力方向特点第21页(1)安培力是洛伦兹力宏观体现，两者是相似性质力，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．2．洛伦兹力与安培力联络及辨别第22页考点二带电粒子在匀强磁场中运动图8－2－6第23页答案

B第24页【变式跟踪2】如图8－2－7(a)所示，在以直角坐标系xOy坐标原点O为圆心、半径为r圆形区域内，存在磁感应强度大小为B、方向垂直xOy所在平面向里匀强磁场．一带电粒子由磁场边界与x轴交点A处，以速度v0沿x轴负方向射入磁场，粒子恰好能从磁场边界与y轴正半轴交点C处，沿y轴正方向射出磁场，不计带电粒子所受重力．图8－2－7第25页第26页第27页1．带电粒子在磁场中做匀速圆周运动分析措施以题说法第28页2．带电粒子在有界磁场中常用几何关系 (1)四个点：分别是入射点、出射点、轨迹圆心和入射速度直线与出射速度直线交点． (2)三个角：速度偏转角、圆心角、弦切角，其中偏转角等于圆心角，也等于弦切角2倍．第29页考点三有界磁场中临界问题图8－2－8第30页第31页第32页第33页第34页图8－2－12【变式跟踪3】如图8－2－12所示，M\，N为两块带等量异种电荷平行金属板，两板间电压可取从零到某一最大值之间多种数值．静止带电粒子带电荷量为＋q，质量为m(不计重力)，从点P经电场加速后，从小孔Q进入N板右侧匀强磁场区域，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外，CD为磁场边界上一绝缘板，它与N板夹角为θ＝45°，孔Q到板下端C距离为L，当M\，N两板间电压取最大值时，粒子恰垂直打在CD板上，求：第35页第36页第37页1．三步处理带电粒子在有界磁场中运动问题 (1)定圆心，画轨迹 (2)找几何关系，确定物理量 (3)画动态圆，定临界状态．2．处理带电粒子在磁场中临界问题关键 处理此类问题，关键在于 (1)运用动态思维，寻找临界点，确定临界状态． (2)根据粒子速度方向找出半径方向，同步由磁场边界和题设条件画好轨迹、定好圆心，建立几何关系．

借题发挥第38页(3)巧记带电粒子在不一样样边界磁场中运动几种常见状况：①直线边界：进出磁场具有对称性，如图8－2－9所示．图8－2－9第39页②平行边界：存在临界条件，如图8－2－10所示．图8－2－10第40页③圆形边界：沿径向射入必沿径向射出，如图8－2－11所示．图8－2－11第41页考情分析：对本省近三年高考试题分析可知，对带电粒子在匀强磁场中运动考察是3年3考，是高频考点．高考题型：有选择题，也有计算题．命题趋势：高考，估计仍以带电粒子在有界磁场中运动及临界问题为主．命题热点7带电粒子在匀强磁场中运动命题专家评述第42页易失分点：(1)不会根据洛伦兹力方向或轨迹弦中垂线确定轨迹圆心从而画错草图；(2)不能根据题意确定临界状况(轨迹与边界相切或通过特定点等)；(3)对于从同一点射出速度大小相似、方向不一样样粒子问题，不会抓特性粒子处理问题．阅卷老师叮咛第43页应对方略1．带电粒子在匀强磁场中运动问题一般解题环节 (1)分析磁场边界条件，结合粒子进出磁场条件画出带电粒子运动轨迹，确定圆心．根据几何关系求解半径、圆心角等． (2)根据洛伦兹力提供向心力建立动力学方程，分析已知量和未知量关系． (3)求解未知量，并进行必要分析验证．第44页(1)刚好穿出磁场边界条件是带电粒子在磁场中运动轨迹与边界相切．(2)当速率v一定期，弧长越长，圆心角越大，则带电粒子在有界磁场中运动时间越长．(3)当速率v变化时，圆心角大，运动时间长，解题时一般要根据受力状况和运动状况画出运动轨迹草图，找出圆心，根据几何关系求出半径及圆心角等．2．理解并熟记下面三个结论：第45页(多选)(·江苏卷，9)如图8－2－13所示，MN是磁感应强度为B匀强磁场边界．一质量为m、电荷量为q粒子在纸面内从O点射入磁场．若粒子速度为v0，最远能落在边界上A点．如下说法对旳有 ()．高考佐证图8－2－13第46页第47页答案

BC第48页【预测】如图8－2－14所示，在坐标系第一象限内有正交匀强电、磁场，电场强度E＝1.0×103V/m，方向未知，磁感应强度B＝1.0T，方向垂直纸面向里；第二象限某个圆形区域内有垂直纸面向里匀强磁场B′(图中未画出)．一质量m＝1×10－14kg、电荷量q＝1×10－10C带正电粒子以图8－2－14某一速度v沿与x轴负方向成60°角方向从A点进入第一象限，在第一象限内做直线运动，而后从B点进入磁场B′区域．一段时间后，粒子通过x轴上C点并与x轴负方向成60°角飞出．已知A点坐标为(10，0)，C点坐标为(－30，0)，不计粒子重力．第49页(1)判断匀强电场E方向并求出粒子速度v.(2)画出粒子在第二象限运动轨迹，并求出磁感应强度B′.(3)求第二象限磁场B′区域最小面积．解析(1)粒子在第一象限内做直线运动，速度变化会引起洛伦兹力变化，因此粒子必做匀速直线运动．这样，电场力和洛伦兹力大小相等，方向相反，电场E方向与微粒运动方向垂直，即与x轴正向成30°角斜向右上方．第50页(3)由图可知，B、D点应分别是粒子进入磁场和离开磁场点，磁场B′最小区域应当分布在以BD为直径圆内．由几何关系得BD＝20cm，即磁场圆最小半径r＝10cm，因此，所求磁场最小面积为S＝πr2＝3.14×10－2m2第51页第52页洛伦兹力特点及应用1．(单项选择)(·六安模拟)带电质点在匀强磁场中运动，某时刻速度方向如图8－2－15所示，所受重力和洛伦兹力合力恰好与速度方向相反，不计阻力，则在此后一小段时间内，带电质点将 ()．

图8－2－15A．也许做直线运动 B．也许做匀减速运动C．一定做曲线运动 D．也许做匀速圆周运动第53页解析带电质点在运动过程中，重力做功，速度大小和方向发生变化，洛伦兹力大小和方向也随之发生变化，故带电质点不也许做直线运动，也不也许做匀减速运动和匀速圆周运动，C对旳．答案C第54页2．(单项选择)用绝缘细线悬挂一种质量为m，带电荷量为＋q小球，让它处在图8－2－16所示磁感应强度为B匀强磁场中．由于磁场运动，小球静止在图中位置，这时悬线与竖直方向夹角为α，并被拉紧，则磁场运动速度和方向是 ()．图8－2－16第55页答案

C第56页3．(多选)如图8－2－17所示，圆形区域内有垂直纸面向里匀强磁场，磁感应强度为B，一带电粒子(不计重力)以某一初速度沿圆直径方向射入磁场，粒子穿过此区域时间为t，粒子飞出此区域时速度方向偏转角为60°，根据以上条件可求如下物理量中()． A．带电粒子比荷 B．带电粒子初速度 C．带电粒子在磁场中运动周期 D．带电粒子在磁场中运动半径图8－2－17第57页答案

AC第58页4．(单项选择)(·广东卷，15)质量和电量都相等带电粒子M和N，以不一样样速率经小孔S垂直进入匀强磁场，运行半圆轨迹如图8－2－18中虚线所示．如下表述对旳是 ()． A．M带负电，N带正电 B．M速率不不小于N速率 C．洛伦兹力对M、N做正功 D．M运行时间不小于N运行时间图8－2－18第59页答案

A第60页5．(多选)如图8－2－19甲所示是用来加速带电粒子回旋加速器示意图，其关键部分是两个D形金属盒．在加速带电粒子时，两金属盒置于匀强磁场中，两盒分别与高频电源相连．带电粒子在磁场中运动动能Ek随时间t变化规律如图乙所示，忽视带电粒子在电场中加速时间，则如下判断对旳是 ()．图8－2－19第61页A．在Ek－t图中应有t4－t3＝t3－t2＝t2－t1B．高频电源变化周期应当等于tn－tn－1C．粒子加速次数越多，粒子最大动能一定越大D．要想粒子获得最大动能增大，可增长D形盒半径答案

AD第62页图8－2－206．如图8－2－20所示，在真空区域内，有宽度为L匀强磁场，磁感应