专题3洛伦兹力复习课件-高二下学期物理人教版选择性

专题1

洛伦兹力第一章

高中选择性必修第二册华南师范大学附属电白学校【实验·总结】

类比安培力方向的判断方法，洛伦兹力方向也可以运用左手定则进行判断。如图所示，伸开左手，使大拇指与其余四指垂直，并且都与手掌在同一平面内，让磁感线垂直穿入手心，并使四指指向正电荷的运动方向，这时拇指，所指的方向就是正电荷在该磁场中所受洛伦兹力的方向。运动的负电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向，与沿相同方向运动的正电荷所受力的方向相反。三、洛伦兹力的大小如图所示，通电直导线处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，导线中电流方向与磁场方向垂直。若只考虑其中一段长度为L的导线，设该段导线内定向移动的电荷数为N，导线所受安培力为F，每个电荷所受洛伦兹力为f，则【理论·探究】

根据安培力表达式，有

根据电流公式，有【理论·探究】

其中Q为时间t内经过导线横截面积S的电量。

设自由电荷定向移动的速度为v，每个电荷所带电量为q，则

综上可得，导线中每个定向移动的电荷所受洛伦兹力的大小为:【理论·探究】

大量实验证实，这一结果同样适用于带电粒子在磁场中运动的情况.当电荷在垂直磁场的方向上运动时，磁场对运动电荷的洛伦兹力大小f等于电量q、电荷运动速率v、磁场磁感应强度B三者的乘积，即

【理论·探究】仿照前面对于安培力大小的讨论可知，在一般情况下，当电荷运动的方向与磁场的方向夹角为θ时，电荷所受的洛伦兹力为:

由于洛伦兹力的方向总是与电荷运动方向垂直，因此洛伦兹力不做功。专题2带电粒子在匀强磁场中的运动第一章

高中选择性必修第二册华南师范大学附属电白学校

带电粒子在有界磁场中的运动1.磁场边界的类型和特点.（1）直线边界：进出磁场具有对称性，如图所示.例1.在y＜0的区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于xy平面并指向纸里，磁感应强度为B.一带负电的粒子(质量为m、电荷量为q)以速度v从O点射入磁场，入射方向在xy平面内，与x轴正向的夹角为θ.求：(1)该粒子射出磁场的位置；(2)该粒子在磁场中运动的时间．（3）如果粒子带正电情况又如何？θθ解：（1）设从A点射出磁场，O、A间的距离为L，由牛顿第二定律得解得θθ由几何关系得解得粒子离开磁场的位置坐标为(2)粒子做匀速圆周运动的周期粒子在磁场中运动的时间如果质子恰好从M点射出，则有解得由牛顿第二定律得所以B应满足2.圆形边界：径向入径向出3.平行边界：有临界，轨迹与磁场边界相切,常用伸缩圆。3.平行边界：有临界，轨迹与磁场边界相切,常用伸缩圆。例4.一磁场宽度为L，磁感应强度为B，如图所示，一电荷质量为m、带电荷量为－q，不计重力，以某一速度(方向如图)射入磁场．若不使其从右边界飞出，则电荷的速度应为多大？解：当速度方向与右边界相切时，粒子恰好不从右边界飞出，轨迹如图由几何关系得由牛顿第二定律得解得所以临界极值问题的特征许多临界问题要从关键词找突破口，题干中常用“恰好”“最大”“至少”“不相撞”“不脱离”等词语对临界状态给以暗示，审题时，一定要抓住这些特定的词语，挖掘其隐藏的规律，从而找出临界条件.专题3洛伦兹力强化复习第一章

高中选择性必修第二册华南师范大学附属电白学校01数学知识准备Oθθ∟∟Oααα∟切线与半径垂直弦线的中垂线与半径方向重合弦切角等于圆心角的一半02圆心的确定情景一：如图，若已知入射点P、出射点M及其两点的速度方向，如何确定带电粒子运动轨迹圆心？v0PMO【思路点拨】作入射速度出射速度的垂线，两垂线交点就是圆弧轨道的圆心。情景二：如图，若已知入射点P及速度方向、出射点M的位置，如何确定带电粒子运动轨迹圆心？v0PMO【思路点拨】做入射速度垂线，再连接PM，并做PM的中垂线，两条线的交点就是圆弧轨道的圆心。03利用几何关系求半径情景一：如图，若已知入射点P、出射点M及其两点的速度方向，且已知粒子到M点后速度偏转角为θ，磁场宽度为L,则带电粒子在磁场中运动轨迹半径为多少？v0PMOθθ由几何关系可以知道：根据直角三角形的三边关系可以知道：即：L【思路点拨】03利用几何关系求半径情景二：如图，若粒子在P点垂直于磁场左边界入射，且从M点飞出，若已知M点距P点粒子入射线方向上的Q点距离为H，磁场宽度为L,则带电粒子在磁场中运动轨迹半径为多少？由几何关系可以知道：根据直角三角形的三边关系可以知道：即：v0PMOLHQ【思路点拨】课堂总结带电粒子在匀强磁场中的运动带电粒子在匀强磁场中的运动带电粒子在磁场中做圆周运动的半径和周期带电粒子在磁场中运动情况研究qB2mT=专题4带电粒子在复合场中的运动第一章

高中选择性必修第二册华南师范大学附属电白学校“磁偏转”和“电偏转”的比较01“磁偏转”和“电偏转”的比较02续表带电粒子在组合场中运动问题的分析方法03带电粒子在组合场中运动电场中v0//E匀变速直线运动牛顿运动定律、运动学公式动能定理解法v0┴E匀变速曲线运动运动的合成与分解动能定理解法磁场中v0//B匀速直线运动v0┴B匀速圆周运动解法解法平衡条件匀速直线运动圆周运动公式、牛顿运动定律及几何知识叠加场的概念01图甲中带电小球做匀速圆周运动说明了什么问题；图乙中带电小球沿虚线做匀速直线运动说明了什么问题？提示：图甲中小球做圆周运动说明了洛伦兹力充当向心力，除洛伦兹力外其它力的合力为零，即此时重力与电场力二力平衡；图乙中小球做匀速直线运动，说明小球受到的合力为零，即重力和电场力及洛伦兹力三力处于平衡状态。叠加场：电场、磁场、重力场叠加，或其中某两场叠加。带电粒子在叠加场中的常见运动02静止或匀速直线运动当带电粒子在叠加场中所受合力为0时，将处于静止状态或匀速直线运动状态匀速圆周运动当带电粒子所受的重力与电场力大小相等、方向相反时，带电粒子在洛伦兹力的作用下，在垂直于匀强磁场的平面内做匀速圆周运动较复杂的曲线运动当带电粒子所受合力的大小和方向均变化，且与初速度方向不在同一条直线上，粒子做非匀变速曲线运动，这时粒子运动轨迹既不是圆弧，也不是抛物线带电粒子在叠加场中运动问题的分析方法03叠加场的组成受力分析运动分析分段分析画出轨迹选择规律弄清电场、磁场、重力场