高考物理总复习 第8章 磁场（第2课时）磁场对运动电荷的作用课件.pptVIP

第2课时磁场对运动电荷的作用 基础过关 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 大拇指 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 考点一运动电荷在磁场中受到的力 c c 运动电荷 垂直 反方向 洛伦兹力 平面 3 洛伦兹力的大小 1 v b时 洛伦兹力f 0 或180 2 v b时 洛伦兹力f 90 3 v 0时 洛伦兹力f 4 洛伦兹力的作用效果洛伦兹力对运动电荷 或带电体 不做功 不改变速度的大小 但它可 运动电荷 或带电体 速度的方向 影响带电体所受其他力的大小 0 qvb 0 改变 过关演练 1 2015 浙江7月学考 如图所示 将蹄形磁铁的两极置于阴极射线管的两侧 管中的阴极射线 高速运动的电子流 发生了偏转 其原因是运动的电子受到了 a 重力b 摩擦力c 电场力d 洛伦兹力答案d 2 带电粒子m和n 先后以不同的速度沿po方向射入圆形匀强磁场区域 运动轨迹如图所示 不计重力 下列分析正确的是 a m带正电 n带负电b m和n都带正电c m带负电 n带正电d m和n都带负电答案c 要点突破 要点洛伦兹力的理解1 洛伦兹力与安培力的关系 1 洛伦兹力是单个运动电荷在磁场中受到的力 而安培力是导体中所有定向移动的自由电荷受到的洛伦兹力的宏观表现 2 尽管安培力是自由电荷定向移动时受到的洛伦兹力的宏观表现 但不能简单地认为安培力就等于所有定向移动的电荷所受洛伦兹力的合力 只有当导体静止时能这样认为 3 洛伦兹力恒不做功 但安培力却可以做功 可见安培力与洛伦兹力既有联系 又有区别 2 洛伦兹力与电场力的比较 例题 有关电荷所受电场力和洛伦兹力的说法中 正确的是 a 电荷在磁场中一定受磁场力的作用b 当电荷平行于电场方向运动时 不受电场力的作用c 电荷受电场力的方向与该处的电场方向一致d 电荷若受磁场力 则受力方向与该处的磁场方向垂直解析当电荷在磁场中静止或者速度方向与磁场方向平行时 电荷在磁场中将不受磁场力的作用 选项a错误 而电荷在电场中一定受电场力的作用 选项b错误 正电荷受电场力的方向与该处的电场方向一致 选项c错误 电荷若受磁场力 则由左手定则可知受力方向与该处的磁场方向垂直 选项d正确 答案d 精练题组 1 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 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 2 如图所示 一束电子流沿管的轴线进入螺线管 忽略重力 电子在管内的运动应该是 a 当从a端通入电流时 电子做匀加速直线运动b 当从b端通入电流时 电子做匀加速直线运动c 不管从哪端通入电流 电子都做匀速直线运动d 不管从哪端通入电流 电子都做匀速圆周运动解析电子的速度v b f洛 0 电子做匀速直线运动 答案c 3 在北半球 地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下 以 表示 如果你家中电视机显像管的位置恰好处于南北方向 那么由南向北射出的电子束在地磁场的作用下将向哪个方向偏转 a 不偏转b 向东c 向西d 无法判断解析根据左手定则可判断由南向北运动的电子束所受洛伦兹力方向向东 因此电子束向东偏转 故选项b正确 答案b 4 如图所示 一个带负电的物体从粗糙斜面顶端滑到底端 速度为v 若加上一个垂直纸面向外的磁场 则滑到底端时 a v变大b v变小c v不变d 不能确定v的变化解析由于带负电的物体沿斜面下滑时受到垂直斜面向下的洛伦兹力作用 故物体对斜面的正压力增大 斜面对物体的滑动摩擦力增大 由于物体克服摩擦力做功增大 所以物体滑到底端时v变小 b正确 答案b 5 一个质量m 0 1g的小滑块 带有电荷量q 5 10 4c 放置在倾角 30 的光滑斜面上 斜面绝缘 斜面置于b 0 5t的匀强磁场中 磁场方向垂直纸面向里 如图所示 小滑块由静止开始沿斜面滑下 斜面足够长 小滑块滑至某一位置时 要离开斜面 g取10m s2 则 1 小滑块带何种电荷 2 小滑块离开斜面的瞬时速度多大 3 该斜面的长度至少多长 基础过关 1 匀速圆周运动的规律当v b时 带电粒子若只受洛伦兹力作用 则带电粒子在垂直于磁感线的平面内以入射速度v做 2 两个公式 1 由qvb 可得r 2 t 考点二带电粒子在匀强磁场中的运动 d 匀速圆周运动 过关演练 1 两相邻匀强磁场区域的磁感应强度大小不同 方向平行 一速度方向与磁感应强度方向垂直的带电粒子 不计重力 从较强磁场区域进入到较弱磁场区域后 粒子的 a 轨道半径减小 角速度增大b 轨道半径减小 角速度减小c 轨道半径增大 角速度增大d 轨道半径增大 角速度减小 答案d 答案d 例1 多选 圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场 三个质量和电荷量都相同的带电粒子a b c 以不同的速率沿着ao方向对准圆心o射入磁场 其运动轨迹如图所示 若带电粒子只受磁场力的作用 则下列说法正确的是 a a粒子速率最大b c粒子速率最大c a粒子在磁场中运动的时间最长d 它们做圆周运动的周期ta tb tc 答案bc 要点二带电粒子在有界磁场中临界问题1 临界现象 1 当带电粒子进入设定的有界磁场后 其轨迹是一个残缺圆 题中往往会形成各种各样的临界现象 2 解决此类问题的关键是找准临界点 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 借助半径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 2 极值问题 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 当速率v变化时 圆心角越大 运动时间越长 例2 矩形区域abcd 包括边界 充满磁感应强度为b 方向垂直纸面向里的匀强磁场 现从ad边中点o处 以垂直磁场且跟ad边成30 角的速度射入一带电粒子 已知粒子质量为m 电荷量为q ad边长为l 不计粒子重力 1 若要粒子从ab边上射出 则入射速度v0的大小范围是多少 ab边足够长 2 粒子在磁场中运动的最长时间是多少 解析正 负电子在磁场中运动轨迹如图所示 正电子做匀速圆周运动在磁场中的部分对应圆心角为120 负电子圆周部分所对应圆心角为60 故时间之比为2 1 答案b 2 多选 如图所示为圆柱形区域的横截面 在没有磁场的情况下 带电粒子 不计重力 以某一初速度沿截面直径方向入射 穿过此区域的时间为t 在该区域加沿轴线垂直纸面向外方向的匀磁强场 磁感应强度大小为b 带电粒子仍以同一初速度沿截面直径入射 粒子飞出此区域时 速度方向偏转60 角 如图所示 根据上述条件可求下列物理量中的 a 带电粒子的比荷b 带电粒子在磁场中运动的周期c 带电粒子在磁场中运动的半径d 带电粒子的初速度 答案ab 3 多选 2016 瑞安中学期中 空间存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场 图中的正方形为其边界 一细束由两种粒子组成的粒子流沿垂直于磁场的方向从o点入射 这两种粒子带同种电荷 它们的电荷量 质量均不同 但其比荷相同 且都包含不同速率的粒子 不计重力 下列说法正确的是 a 入射速度不同的粒子在磁场中的运动时间一定不同b 入射速度相同的粒子在磁场中的运动轨迹一定相同c 在磁场中运动时间相同的粒子 其运动轨迹一定相同d 在磁场中运动时间越长的粒子 其轨迹所对的圆心角一定越大 答案bd 4 多选 如图所示 s处有一电子源 可向纸面内任意方向发射电子 平板mn垂直于纸面 在纸面内的长度l 9 1cm 中点o与s间的距离d 4 55cm mn与so直线的夹角为 板所在平面有电子源的一侧区域有方向垂直于纸面向外的匀强磁场 磁感应强度b 2 0 10 4t 电子质量m 9 1 10 31kg 电量e 1 6 10 19c 不计电子重力 电子源发射速度v 1 6 106m s的一个电子 该电子打在板上可能位置的区域的长度为l 则 a 90 时 l 9 1cmb 60 时 l 9 1cmc 45 时