02-第29讲磁场对运动电荷（带电体）的作用

第29讲

磁场对运动电荷(带电体)的作用作业手册必备知识自查核心考点探究◆答案核查【听】答案核查【作】备用习题一、洛伦兹力、洛伦兹力的方向1.洛伦兹力的定义：__________在磁场中受到的力称为洛伦兹力.运动电荷

二、带电粒子在匀强磁场中的运动1.两种特殊运动

匀速直线匀速圆周

【辨别明理】1.带电粒子在磁场中运动时一定会受到磁场力的作用.(

)×2.洛伦兹力的方向在特殊情况下可能与带电粒子的速度方向不垂直.(

)×

×4.粒子在只受洛伦兹力作用时运动的速度不变.(

)×5.由于安培力是洛伦兹力的宏观表现，所以洛伦兹力也可能做功.(

)×6.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.(

)√考点一

洛伦兹力的理解与计算

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，二者是相同性质的力，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.3.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)运动电荷在磁场中不一定受洛伦兹力的作用.(3)洛伦兹力的方向始终与速度方向垂直，洛伦兹力一定不做功.例1

[2023·海南卷]

如图所示，带正电的小球竖直向下射入垂直纸面向里的匀强磁场，关于小球运动和受力说法正确的是(

)A.小球刚进入磁场时受到的洛伦兹力水平向右B.小球运动过程中的速度不变C.小球运动过程的加速度保持不变D.小球受到的洛伦兹力对小球做正功[解析]

根据左手定则，可知小球刚进入磁场时受到的洛伦兹力水平向右，A正确；小球受洛伦兹力和重力的作用，则小球运动过程中速度、加速度及其大小、方向都在变，B、C错误；洛伦兹力始终与速度方向垂直，不做功，D错误.√

√

[技法点拨]洛伦兹力与电场力的比较洛伦兹力电场力产生条件电荷处在电场中大小方向正电荷受力与电场方向相同，负电荷受力与电场方向相反做功情况任何情况下都不做功可能做正功，可能做负功，也可能不做功考点二

带电粒子在匀强磁场中的运动

√√

考点三

洛伦兹力作用下带电体的运动带电体做变速直线运动时，随着速度大小的变化，洛伦兹力的大小也会发生变化，与接触面间的弹力也会随着变化(若接触面粗糙，摩擦力也跟着变化，从而加速度发生变化)，最后若弹力减小到0，带电体离开接触面.

A.滑块受到的摩擦力逐渐增大B.滑块沿斜面向下做匀加速直线运动C.滑块最终要离开斜面D.滑块最终可能静止于斜面上√

A.

B.

C.

D.

√√√

洛伦兹力的理解与计算

A.电子将向下偏转，运动的半径逐渐变大B.电子将向上偏转，运动的半径逐渐变小C.电子将向上偏转，运动的半径逐渐变大D.电子将向下偏转，运动的半径逐渐变小√

√√

带电粒子在匀强磁场中的运动

√

A.该微粒带负电B.碰撞后，新微粒运动的轨迹半径不变C.碰撞后，新微粒运动的周期不变D.碰撞后，新微粒在磁场中受到的洛伦兹力变大√

洛伦兹力作用下带电体的运动

A.

B.

C.

D.

√√

√

作业手册1.[2024·江苏淮安模拟]

如图所示是某种粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的轨迹，匀强磁场的方向垂直纸面向里，从垂直纸面方向向里看(正视)，可能是(

)A.中子顺时针运动

B.中子逆时针运动C.质子顺时针运动

D.电子顺时针运动√[解析]

中子不带电，在磁场中不会做匀速圆周运动，故A、B错误；质子受洛伦兹力方向指向圆心，根据左手定则可知，磁感线穿过手心，大拇指指向圆心，四指所指的方向即为质子运动方向，即质子是逆时针运动，故C错误；电子受洛伦兹力方向指向圆心，根据左手定则可知，磁感线穿过手心，大拇指指向圆心，四指所指的反方向即为电子运动方向，即电子是顺时针运动，故D正确.2.(多选)[2024·福建泉州模拟]

宇宙中存在大量带电粒子，这些带电粒子经过地球时，地球的磁场使它们发生偏转.若比荷相同的粒子均以同一速度垂直地面射入地磁场区域，有(

)A.从同一地点射入的正、负粒子，在地磁场的作用下偏转方向相同B.从同一地点射入的正、负粒子，在地磁场的作用下偏转方向相反C.在极地附近射入的粒子，受到的地磁场作用力更大D.在赤道附近射入的粒子，受到的地磁场作用力更大√√[解析]

根据左手定则可知，从同一地点射入的正、负粒子，在地磁场的作用下偏转方向相反,故A错误，B正确；在极地附近射入的粒子，因其速度方向和地磁场的方向接近平行，受到的地磁场作用力较小，在赤道附近射入的粒子，其速度方向和地磁场方向接近垂直，受到的地磁场作用力更大，故C错误,D正确.

A.

B.

C.

D.

√

4.(多选)有两个粒子，电荷量相同，在同一匀强磁场中受洛伦兹力而做匀速圆周运动，下列说法正确的是(

)A.若速率相等，则运动的半径必相等B.若动能相等，则周期必相等C.若质量相等，则周期必相等D.若动量大小相等，则运动的半径必相等

√√5.(多选)如图甲所示，用强磁场将百万开尔文的高温等离子体(等量的正离子和电子)约束在特定区域内实现受控核聚变的装置叫托卡马克.我国托卡马克装置在世界上首次实现了稳定运行100秒的成绩.多个磁场才能实现磁约束，如图乙所示为其中沿管道方向的一个磁场，越靠管的右侧磁场越强.不计离子重力，关于离子在如图乙所示磁场中运动时，下列说法正确的是(

)A.离子从磁场右侧区域运动到左侧区域，磁场对其做负功B.离子在磁场中运动时，磁场对其一定不做功C.离子从磁场右侧区域运动到左侧区域，速度变大D.离子由磁场的左侧区域向右侧区域运动时，运动半径减小√√

√√

√√

A.两个励磁线圈中的电流均为顺时针方向B.当加大励磁线圈电流时，电子可能出现完整的圆形轨迹C.当加大加速极电压时，电子打在玻璃泡上的位置将下移D.在出现完整轨迹后，减小加速极电压，电子在磁场中圆周运动的周期变小√√

√√

√√

√√

12.(多选)[2024·山东济南模拟]

地球的磁场是保护地球的一道天然屏障，它阻挡着能量很高的太阳风粒子直接到达地球表面，从而保护了地球上的人类和动植物.地球北极的磁场是沿竖直轴对称的非均匀磁场，如图所示为某带电粒子在从弱磁场区向强磁场区前进时做螺线运动的示意图，不计带电粒子的重力，下列说法正确的是(

)A.该带电粒子带正电B.从弱磁场区到强磁场区的过程中带电粒子的速率不变C.带电粒子每旋转一周沿轴线方向运动的距离不变D.一段时间后该带电粒子可能会从强磁场区到弱磁场区做螺线运动√√√[解析]

由左手定则可知，该带电粒子带正电，选项A正确；因洛伦兹力对带电粒子不做功，则从弱磁场区到强磁场区的过程中带电粒子的速率不变，选项B正确；磁场是关于竖直轴对称的非均匀磁场,根据题图由左手定则判断,可得粒子运动过程中受到的洛伦兹力方向指向斜上方,带电粒子每旋转一周沿轴线方向运动