高中物理复习讲义第08章第02节.ppt

1、第二节磁场对运动电荷的作用,第八章磁场,一、洛伦兹力 1定义：_电荷在磁场中所受的力 2大小 (1)vB时，F_. (2)vB时，F_. (3)v与B夹角为时，F_.,运动,0,qvB,qvBsin,3方向 (1)判定方法：应用左手定则，注意四指应指向正电荷 运动方向或负电荷运动的反方向 (2)方向特点：FB，Fv.即F垂直于_决 定的平面(注意B和v可以有任意夹角) 由于F始终_v的方向，故洛伦兹力永不做功,B、v,垂直于,1.(单选)(2013高考安徽卷)图中 a、b、c、d为四根与纸面垂直的长直导线， 其横截面位于正方形的四个顶点上，导线中 通有大小相同的电流，方向如图所示一带 正电的粒

2、子从正方形中心O点沿垂直于纸面的方向向外运 动，它所受洛伦兹力的方向是() A向上 B向下 C向左 D向右,B,二、带电粒子在匀强磁场中的运动 1若vB，带电粒子以入射速度v做_运动 2若vB，带电粒子在垂直于磁感线的平面内，以入射速度v做_运动,匀速直线,匀速圆周,A,考点一 洛伦兹力和电场力的比较,考点二 带电粒子在匀强磁场中的运动,考点三 “磁偏转”和“电偏转”,考点一洛伦兹力和电场力的比较 1洛伦兹力方向的特点 (1)洛伦兹力的方向总是垂直于运动电荷速度方向和磁场方向确定的平面 (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)左手判断洛伦兹力方向，但一定分正、负

3、电荷,2洛伦兹力与电场力的比较,v0且v不与B平行,电荷处在电场中,FqvB(vB),FqE,一定是FB，Fv,正电荷受力与电场方向相同，负电荷受力与电场方向相反,任何情况下都不做功,可能做正功、负功，也可能不做功,只改变电荷的速度方向，不改变速度大小,既可以改变电荷的速度大小，也可以改变运动的方向,(单选)(2015北京东城区统测)如图所 示，界面MN与水平地面之间有足够大正交的 匀强磁场B和匀强电场E，磁感线和电场线都 处在水平方向且互相垂直在MN上方有一个 带正电的小球由静止开始下落，经电场和 磁场 到达 水 平 地面若不计空气阻力，小球在通过电场 和磁场的过程中，下列说法中正确的是()

4、 A小球做匀变速曲线运动 B小球的电势能保持不变 C洛伦兹力对小球做正功 D小球动能的增量等于其电势能和重力势能减少量的总和,D,解析 带电小球在刚进入复合场时受力 如图所示，则带电小球进入复合场后做曲 线运动，因为速度会发生变化，洛伦兹力 就会跟着变化，所以不可能是匀变速曲线 运动，选项A错误；根据电势能公式Epq，知只有带电小球竖直向下做直线运动时，电 势 能才保持不变，选 项 B 错误；洛伦兹力的方向始终和速度方向垂直，所以洛伦兹力不做功，选项C错误；从能量守恒角度分析，选项D正确,1.(单选)(2015长春模拟)如图 所示，把一个装有Na2SO4导电溶液的圆 形玻璃器皿放入磁场中，玻璃

5、器皿的中 心放一个圆柱形电极，沿器皿边缘内壁 放一个圆环形电极，把两电极分别与电池的正、负极相 连对于导电溶液中正、负离子的运动，下列说法中正确 的是() A正、负离子均做逆时针方向的螺旋形运动 B正、负离子均做顺时针方向的螺旋形运动 C正离子沿圆形玻璃器皿的半径向边缘内壁移动 D负离子做顺时针方向的螺旋形运动,A,解析：假设玻璃器皿的中心为正极，磁场方向向下，在电场力作用下，正离子沿半径向边缘 运动，同时 由于 磁场 的作用，沿逆时针做圆周运动；负离子沿半径向中心运动，同时由于磁场的作用，沿逆时针做圆周运动它们实际的运动都是螺旋线，只是正离子是半径增大，负离子半径减小,考点二带电粒子在匀强磁

6、场中的运动 1圆心的确定 (1)已知入射点、出射点、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方 向的直线，两条直线的交点就是圆弧轨迹的圆心 (如图甲所 示，图中P为入射点，M为出射点),(2)已知入射方向、入射点和出 射点的 位置时，可以 通过入射点作入射方向的垂线，连 接入 射点和出射点，作其 中 垂线，这两条垂线的交点就是圆弧轨迹的圆心(如图乙所示，P为入射点，M为出射点) 2半径的确定 可利用物理学公式或几何知识(勾股定理、三角函数等)求出半径大小,B,总结提升求解粒子在匀强磁场中运动问题的步骤： (1)画轨迹：即确定圆心，画出运动轨迹 (2)找联系：轨迹半

7、径与磁感应强度、运动速度的联系，偏转角度与圆心角、运动时间的联系，在磁场中的运动时间与周期的联系 (3)用规律：即牛顿运动定律和圆周运动的规律，特别是周期公式、半径公式,C,考点三“磁偏转”和“电偏转”,带电粒子以速度v0垂直射入匀强电场,带电粒子以速度v0垂直射入匀强磁场,只受恒定的电场力FEq，方向与初速度方向垂直,只受大小恒定的洛伦兹力Fqv0B，方向始终与速度方向垂直,匀变速曲线运动(类平抛),匀速圆周运动,抛物线,圆或圆弧,动能增大,动能不变,运动的合成和分解,匀速圆周运动的相关规律,思路点拨(1)粒子在匀强电场中做什么性质的运动？用什么知识求解？ (2)粒子在匀强磁场中做什么性质的

8、运动？用什么知识求解？,3.(多选)如图所示，空间的某一区 域存在着相互垂直的匀强电场和匀强磁场，一 个带电粒子以某一初速度由A点进入这个区域 沿直线运动，从C点离开区域；如果将磁场撤 去，其他条件不变，则粒子从B点离开场区； 如果将电场撤去，其他条件不变，则这个粒子从 D 点离开场区已知BCCD，设粒子在上述三种情况下，从A到 B、从A到C和从A到D所用的时间分别是t1、t2和t3，离开三点时的动能分别是Ek1、Ek2、Ek3，粒子重力忽略不计，以下关系 正确的是() At1t2Ek2Ek3 DEk1Ek2Ek3,AC,解析：当电场、磁场同时存在时，粒子做匀速 直线运动，此时qEqvB；当只

9、有电场时，粒子从 B点 射出，做类平 抛运动，由运动的合成与分解可知，水平方向为 匀速直线运动，所以t1t2；当只有磁场时，粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，速度大小不变，但路程变长，则t2t3，因此A选项正确粒子从B点射出时，电场力做正功，动能变大，故C选项正确,方法技巧带电粒子在磁场中运动的临界和极值问题 带电粒子进入有界磁场区域，一般存在临界问题(或边界问题)以及极值问题解决这类问题的方法思路如下： (1)直接分析、讨论临界状态，找出临界条件，从而通过临界条件求出临界值 (2)以定理、定律为依据，首先求出所研究问题的一般规律和一般解的形式，然后再分析、讨论临界条件下的 特殊规律和特殊解

10、,(18分)(2015沈阳质量检测)如图所 示，在屏蔽装置底部中心位置O点放一医用 放射源，可通过细缝沿扇形区域向外辐射速 率为v3.2106 m/s的 粒子已知屏蔽装 置宽AB9 cm，缝长AD18 cm，粒子的 质量m6.641027kg，电荷量q3.21019C.若在屏 蔽装置右侧条形区域内加一匀强磁场来隔 离辐射，磁感 应强度B0.332 T，方 向 垂 直于纸 面向 里，整个装 置 放于真 空环境中,(1)若所有的粒子均不能从条形磁场隔离区的右侧穿出，则磁场的宽度d至少是多少？ (2)若条形磁场的宽度d20 cm，则射出屏蔽装置的粒子在磁场中运动的最长时间和最短时间各是多少？(结果保留2位有效数字) 审题点睛(1)判断粒子在磁场中的偏转方向；计算粒子在磁场中运动的轨迹半径 (2)采取作图法找粒子轨迹的右边界，确定第(1)问中的临界条件 (3)在粒子做圆周运动的周期相同、圆半径相同的条件下，运动时间与圆弧所对应的弦长有关找到最长弦和最短弦对应的圆心角即可求解第(2)问中的问题,甲,乙,答案(1)0.34 m(2)2.0107s6.5108 s,4.(多选)(2015贵州六校联考)