高中物理復習11-2第2講磁場對運動電荷的作用課件

第2講磁場對運動電荷的作用課

程

標

準素

養(yǎng)

目

標1.通過實驗，認識洛倫茲力．能判斷洛倫茲力的方向，會計算洛倫茲力的大?。?.能用洛倫茲力分析帶電粒子在勻強磁場中的圓周運動．物理觀念：知道洛倫茲力的大小和方向．科學思維：能比較安培力與洛倫茲力，能分析解決帶電粒子在勻強磁場中運動的問題．考點一考點一對洛倫茲力的理解及應用【必備知識·自主落實】1．定義：磁場對________的作用力叫洛倫茲力．2．大小(1)v∥B時，F(xiàn)＝________；(2)v⊥B時，F(xiàn)＝________；(3)v與B的夾角為θ時，F(xiàn)＝________．如圖所示．運動電荷0qvBqvBsinθ3．洛倫茲力的方向

注意區(qū)分正、負電荷(1)判定方法：左手定則，注意四指應指向________電荷運動的方向或________電荷運動的反方向；(2)方向特點：F⊥B，F(xiàn)⊥v，即F垂直于________決定的平面(注意B和v不一定垂直)．正負B、v【關(guān)鍵能力·思維進階】1.圖中a、b、c、d為四根與紙面垂直的長直導線，其橫截面位于正方形的四個頂點上，導線中通有大小相同的電流，方向如圖所示．一帶正電的粒子從正方形中心O點沿垂直于紙面的方向向外運動，它所受洛倫茲力的方向是(

)A．向上B．向下C．向左D．向右答案：B解析：根據(jù)題意，由安培定則可知，b、d兩通電直導線在O點產(chǎn)生的磁場相抵消，a、c兩通電直導線在O點產(chǎn)生的磁場方向均向左，所以四根通電直導線在O點產(chǎn)生的合磁場方向向左，由左手定則可判斷帶電粒子所受洛倫茲力的方向向下，B正確．2．[2023·海南卷]如圖所示，帶正電的小球豎直向下射入垂直紙面向里的勻強磁場，關(guān)于小球運動和受力的說法正確的是(

)A.小球剛進入磁場時受到的洛倫茲力水平向右B．小球運動過程中的速度不變C．小球運動過程中的加速度保持不變D．小球受到的洛倫茲力對小球做正功答案：A解析：小球剛進入磁場時速度方向豎直向下，由左手定則可知，小球剛進入磁場時受到的洛倫茲力方向水平向右，A對；小球運動過程中，受重力和洛倫茲力的作用，且合力不為零，所以小球運動過程中的速度變化，B錯；小球受到的重力不變，洛倫茲力時刻變化，則合力時刻變化，加速度時刻變化，C錯；洛倫茲力永不做功，D錯．

答案：B

思維提升1.洛倫茲力的特點(1)利用左手定則判斷洛倫茲力的方向，注意區(qū)分正、負電荷．(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)運動電荷在磁場中不一定受洛倫茲力作用．(4)洛倫茲力一定不做功．2．洛倫茲力與安培力的聯(lián)系及區(qū)別(1)安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，二者是相同性質(zhì)的力，都是磁場力．(2)安培力可以做功，而洛倫茲力對運動電荷不做功．考點二

勻速直線勻速圓周

【關(guān)鍵能力·思維進階】1．帶電粒子在有界磁場中運動的常見情形(1)直線邊界(進出磁場具有對稱性，如圖所示)(2)平行邊界(存在臨界條件，如圖所示)(3)圓形邊界①圓形邊界的對稱性：粒子沿半徑方向進入有界圓形磁場區(qū)域時，出射時速度方向的反向延長線必經(jīng)過該區(qū)域圓的圓心，如圖甲．②若粒子射入磁場時速度方向與入射點對應半徑夾角為θ，則粒子射出磁場時速度方向與出射點對應半徑夾角也為θ，如圖乙．2．圓心的確定方法方法一若已知粒子軌跡上的兩點的速度方向，則可根據(jù)洛倫茲力F⊥v，分別確定兩點處洛倫茲力F的方向，其交點即為圓心，如圖(a)；方法二若已知粒子運動軌跡上的兩點和其中某一點的速度方向，則可作出此兩點的連線(即過這兩點的圓弧的弦)的中垂線，中垂線與速度垂線的交點即為圓心，如圖(b)．

考向1帶電粒子在直線邊界磁場中運動例1(多選)[2024·九省聯(lián)考黑龍江、吉林卷]空間中存在垂直于xOy平面的磁場，x＝a兩側(cè)的勻強磁場方向相反，x＞a區(qū)域的磁感應強度大小為x＜a區(qū)域的2倍．不同帶電粒子以速率v0由原點沿xOy平面射入該磁場，則粒子的軌跡可能為下圖中的(

)答案：ABD

考向2帶電粒子在圓形邊界磁場中運動例2(多選)[2023·全國甲卷]光滑剛性絕緣圓筒內(nèi)存在著平行于軸的勻強磁場，筒上P點開有一個小孔，過P的橫截面是以O為圓心的圓，如圖所示．一帶電粒子從P點沿PO射入，然后與筒壁發(fā)生碰撞．假設粒子在每次碰撞前、后瞬間，速度沿圓上碰撞點的切線方向的分量大小不變，沿法線方向的分量大小不變、方向相反；電荷量不變．不計重力．下列說法正確的是(

)A．粒子的運動軌跡可能通過圓心OB．最少經(jīng)2次碰撞，粒子就可能從小孔射出C．射入小孔時粒子的速度越大，在圓內(nèi)運動時間越短D.每次碰撞后瞬間，粒子速度方向一定平行于碰撞點與圓心O的連線答案：BD解析：假設粒子帶負電，第一次從A點和筒壁發(fā)生碰撞如圖，O1為圓周運動的圓心由幾何關(guān)系可知∠O1AO為直角，即粒子此時的速度方向為OA，說明粒子在和筒壁碰撞時速度會反向，由圓的對稱性在其它點撞擊同理，D正確；

假設粒子運動過程過O點，則過P點的速度的垂線和OP連線的中垂線是平行的不能交于一點確定圓心，由圓形對稱性撞擊筒壁以后的A點的速度垂線和AO連線的中垂線依舊平行不能確定圓心，則粒子不可能過O點，A錯誤；由題意可知粒子射出磁場以后的圓心組成的多邊形應為以筒壁的內(nèi)接圓的多邊形，最少應為