新高考物理大一轮复习课件专题八第2讲磁场对运动电荷的作用.ppt

1、第2讲,磁场对运动电荷的作用,一、洛伦兹力,运动,qvB,0,1定义：_电荷在磁场中受到的力，叫洛伦兹 力 2大小 (1)当运动电荷的速度方向与磁感应强度方向垂直时， 电荷所受洛伦兹力 f_. (2)当运动电荷的速度方向与磁感应强度方向平行时， 电荷所受洛伦兹力 f_.,3方向,B 和 v,(1)判定方法：应用左手定则，注意四指应指向电流的 方向，即正电荷运动的方向或负电荷运动的反方向 (2)特点：fB，fv，即 f 垂直于_决定的平面,【基础检测】 1如图 8-2-1 所示，电子枪射出的电子束进入示波管， 在示波管正下方有竖直放置的通电环形导线，则示波管中,的电子束将(,),A向上偏转 B向

2、下偏转 C向纸外偏转,D向纸内偏转,图 8-2-1,解析：由安培定则知，环形导线在示波管处产生的磁 场方向垂直于纸面向外，由左手定则可判断，电子受到的 洛伦兹力方向向上，A 正确,答案：A,1速度与磁场平行时：带电粒子不受洛伦兹力，在匀强磁场中做_运动 2速度与磁场垂直时：带电粒子受洛伦兹力作用，在垂直于磁感线的平面内以入射速度v做_运动,二、带电粒子在匀强磁场中的运动,匀速圆周,qvB,匀速直线,【基础检测】 2质量和电荷量都相等的带电粒子 M 和 N，以不同的 速率经小孔 S 垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图,),8-2-2 中虚线所示下列表述正确的是( AM 带负电，N 带正电 BM

3、 的速率小于 N 的速率 C洛伦兹力对 M、N 做正功 DM 的运行时间大于 N 的运行时间 答案：A,图 8-2-2,考点 1,对洛伦兹力的理解,重点归纳 1分析洛伦兹力要注意以下几点 (1)判断洛伦兹力的方向要注意区分正、负电荷 (2)洛伦兹力的方向随电荷运动方向而变化 (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洛伦兹力与电场力的比较,【考题题组】,1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，

4、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 答案：B,图 8-2-3,A小球先做加速运动后做减速运动 B小球一直做匀速直线运动,C小球对桌面的压力先减小后增大 D小球对桌面的压力一直在增大,答案：BD,考点 2,带电粒子在匀强磁场中的运动问题,重点归纳 1圆心的确定 (1)基本思路：与速度方向垂直的直线和图中弦的中垂 线一定过圆心 (2)两种情形 已知入射方向和出射方向时，可通过入射点和出射 点分别作垂直于入射方向和出射

5、方向的直线，两条直线的,图 8-2-4,2运动轨迹与磁场边界的关系,(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)当速率 v 一定时，弧长越长，轨迹对应的圆心角越,大，则带电粒子在有界磁场中运动的时间越长,(3)圆周运动中相关的对称规律,从同一直线边界射入的粒子，再从这一边界射出时，,速度与边界的夹角相等,在圆形磁场区域内，沿径向射入的粒子，必沿径向,射出,5带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的程序解题,法三步法,(1)画轨迹：即确定圆心，用几何方法求半径并画出轨,迹,(2)找联系：轨道半径与磁感应强度、运动速度相联系， 偏转角度与圆心角、运动时间相联系，在磁场中

6、运动的时 间与周期相联系,(3)用规律：即利用牛顿第二定律和圆周运动的规律，,特别是周期公式、半径公式,考向 1,圆形磁场区域,(1)圆形边界中，若带电粒子沿径向射入必沿径向射出， 如图 8-2-5 所示，轨迹圆与区域圆形成相交圆，巧用几何关 系解决 图 8-2-5 (2)带电粒子在圆形磁场中不沿径向射入或射出，轨迹 圆与区域圆相交，抓住两圆心，巧用对称性解决,图 8-2-6,直线边界(进、出磁场具有对称性，如图 8-2-,考向 2 7 所示),甲,丙,乙,图 8-2-7,【考题题组】 4. (多选)如图 8-2-8 所示，两个初速度大小相同的同种 离子 a 和 b，从 O 点沿垂直磁场方向进

7、入匀强磁场，最后,),图 8-2-8,打到屏 P 上，不计重力，下列说法正确的有( Aa、b 均带正电 Ba 在磁场中飞行的时间比 b 的短 Ca 在磁场中飞行的路程比 b 的短 Da 在 P 上的落点与 O 点的距离比 b 的近,考向 3,平行边界(存在临界条件，如图 8-2-9 所示),甲,丙,乙 图 8-2-9,5(2017年湖南长沙模拟)如图8210所示，一个理想边界为PQ、MN的匀强磁场区域，磁场宽度为d，方向垂直纸面向里一电子从O点沿纸面垂直PQ以速度v0进入磁场若电子在磁场中运动的轨道半径为2d.O在MN上，且OO与MN垂直下列判断正确的是(),【考题题组】,图 8-2-10,图

8、D49,考点 3,带电粒子在有界磁场中的临界极值问题,重点归纳 带电粒子在有界磁场中运动时，常常遇到穿出不穿出 磁场、速度大小、时间长短等问题，这就是临界极值问题 解决这类问题的关键是：寻找临界点,(2)当速度 v 大小一定时，弧长(或弦长)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(旋转圆) (3)当速度 v 大小变化时，圆心角越大的，运动时间越,长(缩放圆),1寻找临界点的方法 (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解题方法,(1) 确定临界状态：以题目中“恰好”“最大”“最 高”“至少”等关键性词语为突破口，确定临界状态 (2)定圆心、画轨

9、迹、求半径，寻找临界极值的出现条,件,(3)利用合适的物理规律和数学方法求解,【考题题组】 6(2016 年新课标卷)平面 OM 和平面 ON 之间的夹 角为 30，其横截面(纸面)如图 8-2-11 所示，平面 OM 上方 存在匀强磁场，磁感应强度大小为 B，方向垂直于纸面向外 一带电粒子的质量为 m，电荷量为 q(q0)粒子沿纸面以 大小为 v 的速度从 OM 的某点向左上方射入磁场，速度与 OM 成 30角已知该粒子在磁场中的运动轨迹与 ON 只有 一个交点，并从 OM 上另一点射出磁场不计重力粒子,离开磁场的出射点到两平面交线 O 的距离为(,),图 8-2-11,图D50,答案：D,

10、7(多选)如图 8-2-12 所示，M、N 为两块带等量异种 电荷的平行金属板，两板间电压可取从零到某一最大值之 间的任意值静止的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 板右侧的 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 为磁场边界上的一绝缘板，它与 N 板的夹角为30， 孔 Q 到板的下端 C 的距离为 L，当 M、N 两板间电压取最,大值时，粒子恰垂直打在 CD 板上，则(,),图 8-2-12,图D51,考点 4带电粒子在磁场中运动的多解问题,带电粒子在磁场中运动的多解模型,(续表）,8如图8213所示，在某装置中有一匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直于xOy所在的纸面向外某时刻在xl0，y0处，一质子沿y轴的负方向进入磁场；同一时刻，在xl0，y0处，一个粒子(氦原子核)进入磁场，速度方向与磁场垂直不考虑质子与粒子的相互作用设质子p的质量为m，电量为e.求： (1)如果质子经过坐标原点O，它的速度为多大？ (2)如果粒子与质子在坐标原点相遇，粒子的速度应为何值？方向如何？,【考题题组