高考物理大一轮复习 第09章 磁场 第2讲 磁场对运动电荷的作用课件 新人教版.ppt

磁场 第九章 第二讲磁场对运动电荷的作用 栏 目 导 航 1 洛伦兹力 磁场对 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 穿入掌心 四指 指向正电荷运动的方向或负电荷运动的 拇指 指向 的方向 2 方向特点 f b f v 即f垂直于b和v决定的 运动电荷 垂直 反方向 洛伦兹力 平面 nqvs bil nls 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 在垂直于磁感线的平面内以入射速度v做 运动 如下图 带电粒子在磁场中 中粒子做 运动 中粒子做 运动 中粒子做 运动 匀速直线 匀速圆周 匀速圆周 匀速直线 匀速圆周 3 半径和周期公式 v b 4 试画出图中几种情况下带电粒子的运动轨迹 提示 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 6 带电粒子在电场越强的地方受电场力越大 同理带电粒子在磁场越强的地方受磁场力越大 答案 1 2 3 4 5 6 2 下列说法正确的是 a 运动电荷在磁感应强度不为零的地方 一定受到洛伦兹力的作用b 运动电荷在某处不受洛伦兹力作用 则该处的磁感应强度一定为零c 洛伦兹力既不能改变带电粒子的动能 也不能改变带电粒子的速度d 洛伦兹力对带电粒子不做功 d 解析 运动电荷在磁场中所受的洛伦兹力f qvbsin 所以f的大小不但与q v b有关系 还与v与b的夹角 有关系 当 0 或180 时 f 0 此时b不一定等于零 所以a b错误 洛伦兹力与粒子的速度始终垂直 所以洛伦兹力对带电粒子不做功 粒子的动能也就不变 但粒子速度方向改变 所以c错 d对 3 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 b 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 如当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 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选项错误 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 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选项错误 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选项错误 4 处于匀强磁场中的一个带电粒子 仅在磁场力作用下做匀速圆周运动 将该粒子的运动等效为环形电流 那么此电流值 a 与粒子电荷量成正比b 与粒子速率成正比c 与粒子质量成正比d 与磁感应强度成正比 d 5 如图所示 一个质量为m 电荷量为 q的带电粒子 在磁感应强度为b的匀强磁场中 以垂直于磁场方向的速度v做匀速圆周运动 1 画出粒子此时所受洛伦兹力的方向及运动轨迹示意图 2 推导轨道半径公式 3 推导运动周期公式 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 1 2015 重庆卷 图中曲线a b c d为气泡室中某放射物质发生衰变放出的部分粒子的径迹 气泡室中磁感应强度方向垂直纸面向里 以下判断可能正确的是 a a b为 粒子的径迹b a b为 粒子的径迹c c d为 粒子的径迹d c d为 粒子的径迹 d 解析 射线是不带电的光子流 在磁场中不偏转 故选项b错误 粒子为氦核带正电 由左手定则知受到向上的洛伦兹力向上偏转 故选项a c错误 粒子是带负电的电子流 应向下偏转 选项d正确 故选d b 1 圆心的确定方法方法一若已知粒子轨迹上的两点的速度方向 则可根据洛伦兹力f v 分别确定两点处洛伦兹力f的方向 其交点即为圆心 如图 a 方法二若已知粒子运动轨迹上的两点和其中某一点的速度方向 则可作出此两点的连线 即过这两点的圆弧的弦 的中垂线 中垂线与垂线的交点即为圆心 如图 b bd 与半径公式和周期公式相关计算的求解方法 1 首先根据带电粒子的入射方向 出射方向及题中的条件 画出带电粒子的运动轨迹 确定圆心 并求出半径 2 找联系 轨迹半径与磁感应强度 运动速度相联系 偏转角度与圆心角 运动时间相联系 粒子在磁场中的运动时间与周期相联系 3 用规律 运用牛顿第二定律和圆周运动的规律 特别是半径公式和周期公式求解待求量 abd 3 2015 课标 多选 有两个匀强磁场区域 和 中的磁感应强度是 中的k倍 两个速率相同的电子分别在两磁场区域做圆周运动 与 中运动的电子相比 中的电子 a 运动轨迹的半径是 中的k倍b 加速度的大小是 中的k倍c 做圆周运动的周期是 中的k倍d 做圆周运动的角速度与 中的相等 ac 4 如图所示 在垂直纸面向里的匀强磁场中的o点同时发出质子和反质子 两种粒子质量相等 电荷量相等但电性相反 粒子重力忽略不计 粒子的初速度与磁场垂直 粒子的运动轨迹如图所示 则可判定 a a是质子且速度大 b是反质子 两粒子同时回到o点b a是质子且速度大 b是反质子 a比b先回到o点c a是质子且速度小 b是反质子