高考物理第一輪 第二節(jié) 磁場對運動電荷的作用知識點總復習課件

1、第二節(jié)磁場對運動電荷的作用課堂互動講練經(jīng)典題型探究知能優(yōu)化演練第二節(jié)磁場對運動電荷的作用基礎知識梳理基礎知識梳理一、洛倫茲力1定義：_電荷在磁場中所受的力2大小(1)vB時，F(xiàn)_.(2)vB時，F(xiàn)_.(3)v與B夾角為時，F(xiàn)_.運動0qvBqvBsin3方向(1)判定方法：應用左手定則，注意四指應指向正電荷_或負電荷_(2)方向特點：FB，F(xiàn)v.即F垂直于_決定的平面(注意B和v可以有任意夾角)由于F始終_v的方向，故洛倫茲力永不做功特別提示：當電荷的運動方向與磁場方向不垂直時，高中階段不要求掌握運動方向運動的反方向B、v垂直于二、帶電粒子在磁場中的運動1若vB，帶電粒子以入射速度v做_運動2

2、若vB，帶電粒子在垂直于磁感線的平面內(nèi)，以入射速度v做_運動勻速直線勻速圓周三、洛倫茲力的應用實例1回旋加速器(1)構造：如圖821所示，D1、D2是半圓金屬盒，D形盒的縫隙處接_電源D形盒處于勻強磁場中圖821交流相等磁感應強度B無關2質(zhì)譜儀(1)構造：如圖822所示，由粒子源、加速電場、偏轉(zhuǎn)磁場和照相底片等組成圖822qBv課堂互動講練一、對洛倫茲力的理解1洛倫茲力和安培力的關系洛倫茲力是單個運動電荷在磁場中受到的力，而安培力是導體中所有定向移動的自由電荷受到的洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)2洛倫茲力方向的特點(1)洛倫茲力的方向與電荷運動的方向和磁場方向都垂直，即洛倫茲力的方向總是垂直于運動電荷速度

3、方向和磁場方向確定的平面(2)當電荷運動方向發(fā)生變化時，洛倫茲力的方向也隨之變化(3)用左手定則判定負電荷在磁場中運動所受的洛倫茲力時，要注意將四指指向電荷運動的反方向3洛倫茲力與電場力的比較對應內(nèi)容 力項目洛倫茲力電場力性質(zhì)磁場對在其中運動電荷的作用力電場對放入其中電荷的作用力產(chǎn)生條件v0且v不與B平行電場中的電荷一定受到電場力的作用大小FqvB(vB)FqE對應力內(nèi)容項目洛倫茲力電場力力方向與場方向的關系一定是FB，F(xiàn)v，與電荷電性無關正電荷與電場方向相同，負電荷與電場方向相反做功情況任何情況下都不做功可能做正功、負功，也可能不做功力F為零時場的情況F為零，B不一定為零F為零，E一定為零作

4、用效果只改變電荷運動的速度方向，不改變速度大小既可以改變電荷運動的速度大小，也可以改變電荷運動的方向特別提醒：(1)洛倫茲力方向與速度方向一定垂直，而電場力的方向與速度方向無必然聯(lián)系(2)安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，但各自的表現(xiàn)形式不同，洛倫茲力對運動電荷永遠不做功，而安培力對通電導線可做正功，可做負功，也可不做功即時應用(即時突破，小試牛刀)1.以下說法正確的是()A電荷處于電場中一定受到電場力B運動電荷在磁場中一定受到洛倫茲力C洛倫茲力對運動電荷一定不做功D洛倫茲力可以改變運動電荷的速度方向和速度大小解析：選AC.電荷在電場中一定受電場力，故A對電荷在磁場中運動，且速度方向不平行于磁感線時

5、，才受到洛倫茲力的作用，B錯誤洛倫茲力的方向總是垂直于電荷的速度方向，不做功，它只改變速度的方向，不改變速度的大小，C正確，D錯誤二、帶電粒子在有界勻強磁場中的運動分析1確定圓心的兩種方法(1)已知入射方向和出射方向時，可通過入射點和出射點分別作垂直于入射方向和出射方向的直線，兩條直線的交點就是圓弧軌道的圓心(如圖823甲所示，P為入射點，M為出射點)圖823(2)已知入射方向和出射點的位置時，可以通過入射點作入射方向的垂線，連接入射點和出射點，作其中垂線，這兩條垂線的交點就是圓弧軌道的圓心(如圖乙所示，P為入射點，M為出射點)2半徑的確定用幾何知識(勾股定理、三角函數(shù)等)求出半徑大小4帶電粒

6、子在勻強磁場中運動的解題法三步法(1)畫軌跡：即確定圓心，用幾何方法求半徑并畫出軌跡(2)找聯(lián)系：軌道半徑與磁感應強度、運動速度相聯(lián)系，偏轉(zhuǎn)角度與圓心角、運動時間相聯(lián)系，在磁場中運動的時間與周期相聯(lián)系(3)用規(guī)律：即牛頓第二定律和圓周運動的規(guī)律，特別是周期公式、半徑公式5帶電粒子在常見有界磁場區(qū)域的運動軌跡(1)直線邊界(進出磁場具有對稱性，如圖824所示)圖824(2)平行邊界(存在臨界條件，如圖825所示)圖825(3)圓形邊界(沿徑向射入必沿徑向射出，如圖826所示)圖826即時應用(即時突破，小試牛刀)2如圖827所示，在第象限內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強磁場，一對正、負電子分別以相同速率

7、與x軸成30角的方向從原點射入磁場，則正、負電子在磁場中運動的時間之比為()圖827三、帶電粒子在磁場中運動的多解問題1帶電粒子電性不確定形成多解受洛倫茲力作用的帶電粒子，可能帶正電，也可能帶負電，在相同的初速度的條件下，正、負粒子在磁場中運動軌跡不同，形成多解如圖828，帶電粒子以速率v垂直進入勻強磁場，如帶正電，其軌跡為a，如帶負電，其軌跡為b.圖8282磁場方向不確定形成多解有些題目只告訴了磁感應強度的大小，而未具體指出磁感應強度的方向，此時必須要考慮磁感應強度方向不確定而形成的多解如圖829，帶正電粒子以速率v垂直進入勻強磁場，如B垂直紙面向里，其軌跡為a，如B垂直紙面向外，其軌跡為b

8、.圖8293臨界狀態(tài)不唯一形成多解帶電粒子在洛倫茲力作用下飛越有界磁場時，由于粒子運動軌跡是圓弧狀，因此，它可能穿過去了，也可能轉(zhuǎn)過180從入射界面這邊反向飛出，如圖8210所示，于是形成了多解圖82104運動的周期性形成多解帶電粒子在部分是電場，部分是磁場的空間運動時，運動往往具有往復性，從而形成多解如圖8211所示圖8211即時應用(即時突破，小試牛刀)3長為L的水平極板間，有垂直紙面向里的勻強磁場，如圖8212所示，磁感應強度為B，板間距離為L，板不帶電一質(zhì)量為m、電荷量為q帶正電的粒子(不計重力)，從左邊極板間中點處垂直磁感線以速度v水平射入磁場，欲使粒子不打在極板上，可采用的方法是(

9、)圖8212 (2010年高考重慶卷)如圖8213所示，矩形MNPQ區(qū)域內(nèi)有方向垂直于紙面的勻強磁場，有5個帶電粒子從圖中箭頭所示位置垂直于磁場邊界進入磁場，在紙面內(nèi)做勻速圓周運動，運動軌跡為相應的圓弧這些粒子的質(zhì)量、電荷量以及速度大小如下表所示.粒子運動徑跡的分析及判定例1經(jīng)典題型探究圖8213粒子編號質(zhì)量電荷量(q0)速度大小1m2qv22m2q2v33m3q3v42m2q3v52mqv由以上信息可知，從圖中a、b、c處進入的粒子對應表中的編號分別為()A3、5、4B4、2、5C5、3、2 D2、4、5半徑最小的粒子的編號為1，半徑處于中間的粒子的編號為2和5.又據(jù)題圖可知有3種粒子的電性

10、相同(包括a、b)，另兩種粒子的電性也相同(包括c)，但與前3種的電性相反，綜合以上情況可知，只有選項D正確【答案】D變式訓練 (2009年高考安徽理綜卷)如圖8214是科學史上一張著名的實驗照片，顯示一個帶電粒子在云室中穿過某種金屬板運動的徑跡云室放置在勻強磁場中，磁場方向垂直照片向里云室中橫放的金屬板對粒子的運動起阻礙作用分析此徑跡可知粒子()A帶正電，由下往上運動B帶正電，由上往下運動C帶負電，由上往下運動D帶負電，由下往上運動圖8214解析：選A.由題圖可以看出，上方的軌跡半徑小，說明粒子的速度小，所以粒子是從下方往上方運動；再根據(jù)左手定則，可以判定粒子帶正電，故選A.粒子在有界磁場中

11、的運動分析例2(1)粒子在磁場中做圓周運動的半徑R及粒子的比荷q/m；(2)此時刻仍在磁場中的粒子的初速度方向與y軸正方向夾角的取值范圍；(3)從粒子發(fā)射到全部粒子離開磁場所用的時間圖8215圖8216圖8217【方法技巧】(1)粒子剛好穿出磁場邊界的條件是帶電粒子在磁場中運動的軌道與邊界相切(2)當速度v一定時，弧長(或弦長)越長，圓心角越大，則帶電粒子在有界磁場中運動的時間越長 (滿分樣板12分)(2011年蘇州模擬)如圖8218甲所示，M、N為豎直放置彼此平行的兩塊平板，板間距離為d，兩板中央各有一個小孔O、O正對，在兩板間有垂直于紙面方向的磁場，磁感應強度隨時間的變化如圖乙所示，設垂直

12、紙面向帶電粒子在磁場中運動的多解問題例3里的磁場方向為正方向有一群正離子在t0時垂直于M板從小孔O射入磁場已知正離子質(zhì)量為m、帶電荷量為q，正離子在磁場中做勻速圓周運動的周期與磁感應強度變化的周期都為T0，不考慮由于磁場變化而產(chǎn)生的電場的影響，不計離子所受重力求：(1)磁感應強度B0的大小；(2)要使正離子從O孔垂直于N板射出磁場，正離子射入磁場時的速度v0的可能值圖8218解題樣板規(guī)范步驟，該得的分一分不丟！圖8219本部分內(nèi)容講解結束點此進入課件目錄按ESC鍵退出全屏播放謝謝使用9、靜夜四無鄰，荒居舊業(yè)貧。2022/10/162022/10/16Sunday, October 16, 20

13、2210、雨中黃葉樹，燈下白頭人。2022/10/162022/10/162022/10/1610/16/2022 1:54:58 AM11、以我獨沈久，愧君相見頻。2022/10/162022/10/162022/10/16Oct-2216-Oct-2212、故人江海別，幾度隔山川。2022/10/162022/10/162022/10/16Sunday, October 16, 202213、乍見翻疑夢，相悲各問年。2022/10/162022/10/162022/10/162022/10/1610/16/202214、他鄉(xiāng)生白發(fā)，舊國見青山。16 十月 20222022/10/16202

14、2/10/162022/10/1615、比不了得就不比，得不到的就不要。十月 222022/10/162022/10/162022/10/1610/16/202216、行動出成果，工作出財富。2022/10/162022/10/1616 October 202217、做前，能夠環(huán)視四周；做時，你只能或者最好沿著以腳為起點的射線向前。2022/10/162022/10/162022/10/162022/10/169、沒有失敗，只有暫時停止成功！。2022/10/162022/10/16Sunday, October 16, 202210、很多事情努力了未必有結果，但是不努力卻什么改變也沒有。20

15、22/10/162022/10/162022/10/1610/16/2022 1:54:58 AM11、成功就是日復一日那一點點小小努力的積累。2022/10/162022/10/162022/10/16Oct-2216-Oct-2212、世間成事，不求其絕對圓滿，留一份不足，可得無限完美。2022/10/162022/10/162022/10/16Sunday, October 16, 202213、不知香積寺，數(shù)里入云峰。2022/10/162022/10/162022/10/162022/10/1610/16/202214、意志堅強的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。16 十月 20

16、222022/10/162022/10/162022/10/1615、楚塞三湘接，荊門九派通。十月 222022/10/162022/10/162022/10/1610/16/202216、少年十五二十時，步行奪得胡馬騎。2022/10/162022/10/1616 October 202217、空山新雨后，天氣晚來秋。2022/10/162022/10/162022/10/162022/10/169、楊柳散和風，青山澹吾慮。2022/10/162022/10/16Sunday, October 16, 202210、閱讀一切好書如同和過去最杰出的人談話。2022/10/162022/10/1

17、62022/10/1610/16/2022 1:54:58 AM11、越是沒有本領的就越加自命不凡。2022/10/162022/10/162022/10/16Oct-2216-Oct-2212、越是無能的人，越喜歡挑剔別人的錯兒。2022/10/162022/10/162022/10/16Sunday, October 16, 202213、知人者智，自知者明。勝人者有力，自勝者強。2022/10/162022/10/162022/10/162022/10/1610/16/202214、意志堅強的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。16 十月 20222022/10/162022/10/162022/10/1615、最具挑戰(zhàn)性的挑戰(zhàn)莫過于提升自我。十月 222022/10/162022/10/162022/10/1610/16/202216、業(yè)余生活要有意義，不要越軌。2022/10