高考一輪復(fù)習(xí)磁場對運動電荷的作用及帶電粒子在復(fù)合場中的運動

1、第第2講磁場對運動電荷的作用講磁場對運動電荷的作用(單選單選)(2013黃山檢測黃山檢測)下列各圖中，運動電荷的速度方向、磁下列各圖中，運動電荷的速度方向、磁感應(yīng)強度方向和電荷的受力方向之間的關(guān)系正確的是感應(yīng)強度方向和電荷的受力方向之間的關(guān)系正確的是()洛倫茲力洛倫茲力 (考綱要求考綱要求)【思維驅(qū)動思維驅(qū)動】B B1洛倫茲力洛倫茲力：磁場對：磁場對_的作用的作用力叫洛倫茲力力叫洛倫茲力2洛倫茲力的方向洛倫茲力的方向(1)判定方法判定方法：左手定則：左手定則：掌心掌心磁感線磁感線_穿入掌心；穿入掌心；四指四指指向正電荷運動的方向或指向正電荷運動的方向或負(fù)電荷運動的負(fù)電荷運動的_；拇指拇指指向指

2、向_的方向的方向(2)方向特點方向特點：FB，F(xiàn)v，即，即F垂垂直于直于B和和v決定的決定的_(B、v不一不一定垂直定垂直)【知識存盤知識存盤】運動電荷運動電荷垂直垂直反方向反方向洛倫茲力洛倫茲力平面平面3洛倫茲力的大小洛倫茲力的大小 F ，為為v與與B的夾角，如圖所示的夾角，如圖所示(1)B時時，洛倫茲力，洛倫茲力F_(0或或180)(2)B時時，洛倫茲力，洛倫茲力F_(90)(3)0時時，洛倫茲力，洛倫茲力F_0qvB0qvBsin 注意注意: :帶電粒子在電場中一定受到電場力的作用，帶電粒子在電場中一定受到電場力的作用， 但是在磁場中不一定受到磁場力的作用。但是在磁場中不一定受到磁場力的

3、作用。A1.A1.如圖所示，一束電子流沿管的軸線進(jìn)入螺線管，忽略如圖所示，一束電子流沿管的軸線進(jìn)入螺線管，忽略重力，電子在管內(nèi)的運動應(yīng)該是重力，電子在管內(nèi)的運動應(yīng)該是( )( ) A A當(dāng)從當(dāng)從a a端通入電流時，電子做勻加速直線運動端通入電流時，電子做勻加速直線運動 B B當(dāng)從當(dāng)從b b端通入電流時，電子做勻加速直線運動端通入電流時，電子做勻加速直線運動 C C不管從哪端通入電流，電子都做勻速直線運動不管從哪端通入電流，電子都做勻速直線運動 D D不管從哪端通入電流，電子都做勻速圓周運動不管從哪端通入電流，電子都做勻速圓周運動學(xué)案練習(xí)學(xué)案練習(xí)學(xué)案練習(xí)學(xué)案練習(xí)B2.B2. .如圖所示，一個帶負(fù)

4、電的物體從粗糙斜面頂端滑到底如圖所示，一個帶負(fù)電的物體從粗糙斜面頂端滑到底端，速度為端，速度為v v。若加上一個垂直紙面向外的磁場，則滑到。若加上一個垂直紙面向外的磁場，則滑到底端時底端時( () )A Av v變大變大 B Bv v變小變小C Cv v不變不變 D D不能確定不能確定v v的變化的變化 B3.用絕緣細(xì)線懸掛一個質(zhì)量為用絕緣細(xì)線懸掛一個質(zhì)量為m，帶電荷，帶電荷量為量為q的小球，讓它處于圖的小球，讓它處于圖8216所示所示的磁感應(yīng)強度為的磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中由于磁場的勻強磁場中由于磁場的運動，小球靜止在圖中位置，這時懸線的運動，小球靜止在圖中位置，這時懸線與豎直方向夾角為與

5、豎直方向夾角為，并被拉緊，則磁場的，并被拉緊，則磁場的運動速度和方向是運動速度和方向是 ()圖圖8216學(xué)案練習(xí)學(xué)案練習(xí)答案答案C試畫出下圖中幾種情況下帶電粒子的運動軌跡，并說出其運試畫出下圖中幾種情況下帶電粒子的運動軌跡，并說出其運動性質(zhì)動性質(zhì)帶電粒子在勻強磁場中的運動帶電粒子在勻強磁場中的運動 (考綱要求考綱要求)【思維驅(qū)動思維驅(qū)動】答案答案1洛倫茲力的特點：洛倫茲力的特點：洛倫茲力不改變帶電粒子速度的洛倫茲力不改變帶電粒子速度的大小，或者說，洛倫茲力對帶電粒子不做功大小，或者說，洛倫茲力對帶電粒子不做功 。2若若vB，帶電粒子不受洛倫茲力，在勻強磁場中做，帶電粒子不受洛倫茲力，在勻強磁場

6、中做_運動運動3若若vB，帶電粒子僅受洛倫茲力作用，在垂直于磁，帶電粒子僅受洛倫茲力作用，在垂直于磁感線的平面內(nèi)以入射速度感線的平面內(nèi)以入射速度v做做_運動運動4半徑和周期公式半徑和周期公式：(vB)【知識存盤知識存盤】勻速直線勻速直線勻速圓周勻速圓周學(xué)案練習(xí)學(xué)案練習(xí)10. (201410. (2014新課標(biāo)全國卷新課標(biāo)全國卷，16)16)如圖所示，如圖所示，MNMN為鋁質(zhì)薄為鋁質(zhì)薄平板，鋁板上方和下方分別有垂直于圖平面的勻強磁場平板，鋁板上方和下方分別有垂直于圖平面的勻強磁場( (未畫出未畫出) )。一帶電粒子從緊貼鋁板上表面的。一帶電粒子從緊貼鋁板上表面的P P點垂直于鋁板點垂直于鋁板向上

7、射出，從向上射出，從Q Q點穿越鋁板后到達(dá)點穿越鋁板后到達(dá)PQPQ的中點的中點O O。已知粒子穿。已知粒子穿越鋁板時，其動能損失一半，速度方向和電荷量不變。不越鋁板時，其動能損失一半，速度方向和電荷量不變。不計重力，鋁板上方和下方的磁感應(yīng)強度大小之比為計重力，鋁板上方和下方的磁感應(yīng)強度大小之比為( () )5.5.帶電粒子在有界磁場中運動帶電粒子在有界磁場中運動學(xué)案練習(xí)學(xué)案練習(xí)如圖所示，一束電子（電荷量為如圖所示，一束電子（電荷量為e e）以速度）以速度v v垂直垂直射入磁感應(yīng)強度為射入磁感應(yīng)強度為B B、寬度為、寬度為d d的勻強磁場中的勻強磁場中. . 穿過磁場時速穿過磁場時速度方向與電子

8、原來射入方向的度方向與電子原來射入方向的夾角是夾角是3030, , 則電子的質(zhì)量是則電子的質(zhì)量是多少？穿過磁場的時間是多少？多少？穿過磁場的時間是多少？【解析解析】因為速度方向改變因為速度方向改變3030，因此此段軌，因此此段軌跡所對應(yīng)的圓心角為跡所對應(yīng)的圓心角為3030，如圖所示，由幾何，如圖所示，由幾何關(guān)系可得：關(guān)系可得：半徑半徑R=2dR=2d再由半徑公式再由半徑公式可以求出電子的質(zhì)量可以求出電子的質(zhì)量穿過磁場的時間穿過磁場的時間 . .【答案答案】mvR =eB2deBm =vdt =T =23v2deBv d3 v小結(jié)：小結(jié)：1.1.定圓心定圓心 2.2.畫軌跡畫軌跡3.3.找半徑找

9、半徑 4.4.求時間求時間l 已知已知兩個速度方向兩個速度方向： 可分別做垂線，其交點是圓心?？煞謩e做垂線，其交點是圓心。l 已知已知入射方向入射方向和和出射點出射點的位置：的位置： 過入射點作入射方向的垂線，連過入射點作入射方向的垂線，連接入射點和出射點，作接入射點和出射點，作中垂線中垂線，交點，交點是圓心。是圓心。 常用勾股定理或解三角形的方法常用勾股定理或解三角形的方法qBmT 2 O OV V0 0P PM MV VO OV VP PM M小結(jié)：當(dāng)帶電粒子從小結(jié)：當(dāng)帶電粒子從同一邊界入射、出射同一邊界入射、出射時，速度與邊界夾角時，速度與邊界夾角相同相同對稱性對稱性6.6.帶電粒子在直

10、線邊界磁場中的運動帶電粒子在直線邊界磁場中的運動學(xué)案練習(xí)學(xué)案練習(xí)B5.B5.如圖所示，在如圖所示，在y y0 0的區(qū)域內(nèi)存在勻強磁場，磁的區(qū)域內(nèi)存在勻強磁場，磁場方向垂直于場方向垂直于xOyxOy平面并指向紙面外，磁感應(yīng)強度平面并指向紙面外，磁感應(yīng)強度為為B B. .一帶正電的粒子以速度一帶正電的粒子以速度v v0 0從從O O點射入磁場，入點射入磁場，入射方向在射方向在xOyxOy平面內(nèi)，與平面內(nèi)，與x x軸正向的夾角為軸正向的夾角為，不，不計重力若粒子射出磁場的位置與計重力若粒子射出磁場的位置與O O點的距離為點的距離為l，求該粒子的比荷。求該粒子的比荷。 7. (7. (多選多選) )如

11、圖所示，在平板如圖所示，在平板PQ上方有一勻強磁場，磁場上方有一勻強磁場，磁場方向垂直紙面向里。某時刻有方向垂直紙面向里。某時刻有a、b、c三個電子三個電子( (不計重力不計重力) )分別以大小相等、方向如圖所示的初速度分別以大小相等、方向如圖所示的初速度v va a、v vb b和和v vc c經(jīng)過經(jīng)過平板平板PQ上的小孔上的小孔O射入勻強磁場。這三個電子打到平板射入勻強磁場。這三個電子打到平板PQPQ上的位置到小孔上的位置到小孔O O的距離分別是的距離分別是la a、l lb b和和l lc c，電子在磁場，電子在磁場中運動的時間分別為中運動的時間分別為t ta a、t tb b和和t t

12、c c。整個裝置放在真空中。整個裝置放在真空中。則下列判斷正確的是則下列判斷正確的是( () )A Al la al lc cl lb b B Bl la al lb bl lc cC Ct ta at tb bt tc c D Dt ta at tb bt tc c學(xué)案練習(xí)學(xué)案練習(xí)7.7.帶電粒子在圓形磁場中的運動帶電粒子在圓形磁場中的運動B6. B6. 如圖所示，半徑為如圖所示，半徑為r r的圓形空間內(nèi)，存在著垂直于紙面向里的的圓形空間內(nèi)，存在著垂直于紙面向里的勻強磁場，一個帶電粒勻強磁場，一個帶電粒子子( (不計重力不計重力) )從從A A點以速度點以速度v v0 0垂直于磁場方垂直于磁

13、場方向射入磁場中，并從向射入磁場中，并從B B點射出，若點射出，若AOBAOB120120，則該帶電粒子在，則該帶電粒子在磁場中運動的時間磁場中運動的時間( () )學(xué)案練習(xí)學(xué)案練習(xí)學(xué)案練習(xí)學(xué)案練習(xí)B9.B9.如圖所示，圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面的勻強磁場，三個質(zhì)量和電如圖所示，圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面的勻強磁場，三個質(zhì)量和電荷量都相同的帶電粒子荷量都相同的帶電粒子a a、b b、c c，以不同的速率對準(zhǔn)圓心，以不同的速率對準(zhǔn)圓心O O沿著沿著AOAO方方向射入磁場，其運動軌跡如圖所示，若帶電粒子只受磁場力的作用向射入磁場，其運動軌跡如圖所示，若帶電粒子只受磁場力的作用，則下列說法正確的是，則下列說法正

14、確的是( () )A Aa a粒子動能最大粒子動能最大B Bc c粒子速率最大粒子速率最大C Cc c粒子在磁場中運動時間最長粒子在磁場中運動時間最長D D它們做圓周運動的周期它們做圓周運動的周期T Ta aT Tb bT Tc c圓周運動的對稱性應(yīng)用的兩個重要結(jié)論：圓周運動的對稱性應(yīng)用的兩個重要結(jié)論：1. 1.當(dāng)帶電粒子從同一邊界入射、出射時，當(dāng)帶電粒子從同一邊界入射、出射時，速度與邊界夾角相同速度與邊界夾角相同2.2.在圓形磁場區(qū)域內(nèi)，沿半徑方向射入在圓形磁場區(qū)域內(nèi)，沿半徑方向射入的粒子，必沿半徑方向射出。的粒子，必沿半徑方向射出。五、臨界問題五、臨界問題例：長為例：長為L L的水平極板間

15、，有垂直紙面向內(nèi)的勻強磁場，如圖所的水平極板間，有垂直紙面向內(nèi)的勻強磁場，如圖所示，磁感強度為示，磁感強度為B B，板間距離也為板間距離也為L L，板不帶電，現(xiàn)有質(zhì)量為板不帶電，現(xiàn)有質(zhì)量為m m，電量為電量為q q的帶正電粒子（不計重力），從左邊極板間中點處垂直的帶正電粒子（不計重力），從左邊極板間中點處垂直磁感線以速度磁感線以速度v v水平射入磁場，欲使粒子能打在極板上，可采用水平射入磁場，欲使粒子能打在極板上，可采用的辦法是：的辦法是： （ ）A A使粒子的速度使粒子的速度v v 55BqLBqL/4/4m mC C使粒子的速度使粒子的速度v v BqLBqL/ /m mD D使粒子速度使粒子速度BqLBqL/4/4m m v v 0)0)，速度選擇器內(nèi)部存在著相互垂直的場強，速度選擇器內(nèi)部存在著相互垂直的場強大小為大小為E E0 0的勻強電場和磁感應(yīng)強度大小為的勻強電場和磁感應(yīng)強度大小為B B0 0的勻強磁場，照相底片的勻強磁場，照相底片D D與狹縫與狹縫S S1 1、S S2 2的連線平行且距離為的連線平行且距離為L L，忽略重力的影響，忽略重力的影響(1)(1)求從狹縫求從狹縫S2S2射出的離子速度射出的離子速度v v0 0的大??；的大??；(2)(2)若打在照相