2018届高考物理一轮复习 专题 磁场对运动电荷的作用导学案2.doc

磁场对运动电荷的作用 知识梳理 知识点一　洛伦兹力 1.洛伦兹力 磁场对　　　　的作用力叫做洛伦兹力. 2.洛伦兹力的方向 (1)判定方法：左手定则 掌心——磁感线　　　　穿入掌心； 四指——指向正电荷运动的方向或负电荷运动的　　　　； 拇指——指向　　　　的方向. (2)方向特点：FB，Fv，即F垂直于B和v决定的　　　　. 3.洛伦兹力的大小 (1)vB时，洛伦兹力F＝　　　　(θ＝0°或180°). (2)vB时，洛伦兹力F＝　　　　(θ＝90°). (3)v＝0时，洛伦兹力F＝　　　　. 答案：1.运动电荷　2.(1)垂直　反方向　洛伦兹力　(2)平面　3.(1)0　(2)qvB　(3)0 知识点二　带电粒子在匀强磁场中的运动 1.洛伦兹力的特点：洛伦兹力不改变带电粒子速度的　　　　，或者说，洛伦兹力对带电粒子　　　　. 2.粒子的运动性质 (1)若v0B，则粒子　　　　，在磁场中做　　　　. (2)若v0B，则带电粒子在匀强磁场中做　　　　. 3.半径和周期公式 (1)由qvB＝　　　　，得r＝　　　　. (2)由v＝，得T＝　　　　. 答案：1.大小　不做功　2.(1)不受洛伦兹力　匀速直线运动　(2)匀速圆周运动　3.(1)m　　(2) [思考判断] (1)带电粒子在磁 (　　) (2)洛伦兹力的方向在特殊情况下可能与带电粒子的速度方向不垂直。(　　) (3)根据公式T＝，说明带电粒子在匀强磁场中的运动周期T与v成反比。(　　) (4)由于安培力是洛伦兹力的宏观表现，所以洛伦兹力也可能做功。(　　) (5)带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时，其运动半径与带电粒子的比荷有关。(　　) (6)带电粒子在电场越强的地方受电场力越大，同理带电粒子在磁场越强的地方受磁场力(　　) 答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√　(6)× 考点　对洛伦兹力的理解 1.洛伦兹力方向的特点 洛伦兹力的方向与电荷运动的方向和磁场方向都垂直，即洛伦兹力的方向是垂直于电荷运动方向和磁场方向确定的平面，但粒子速度方向与磁场方向不一定垂直. 2.洛伦兹力的作用效果 (1)洛伦兹力对带电粒子运动状态的影响 因洛伦兹力始终与带电粒子的运动方向垂直，所以洛伦兹力只改变粒子的速度方向，而不改变其速度的大小.如果没有其他外力作用，带电粒子将在磁场中做速度不变的曲线运动. (2)洛伦兹力对带电粒子不做功 因洛伦兹力始终与带电粒子的运动方向垂直，所以洛伦兹力对粒子不做功.如果没有其他外力对带电粒子做功，在粒子的运动过程中就不会有能量之间的转化. 3.洛伦兹力和安培力的关系 洛伦兹力是单个运动电荷在磁场中受到的力，而安培力是导体中所有定向移动的自由电荷受到的洛伦兹力的宏观表现，洛伦兹力对运动电荷永不做功，而安培力对通电导线，可做正功，可做负功，也可不做功. 考向1　洛伦兹力方向的判断 [典例1]　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 [解析]　a、b、c、d四根导线上电流大小相同，它们在O点形成的磁场的磁感应强度B大小相同，方向如图甲所示. O点合磁场方向如图乙所示，则由O点垂直纸面向外运动的带正电的粒子所受洛伦兹力方向据左手定则可以判定向下，B选项正确. 　　 甲　　　　　　　　乙 [答案]　B 考向2　带电粒子在洛伦兹力作用下的运动 [典例2]　(多选)如图所示，匀强磁场的方向竖直向下，磁场中有光滑的水平桌面，在桌面上平放着内壁光滑、底部有带电小球的试管，在水平拉力F的作用下，试管向右匀速运动，带电小球能从试管口处飞出，则(　　) A.小球带负电 B.小球运动的轨迹是一条抛物线 C.洛伦兹力对小球做正功 D.维持试管匀速运动的拉力F应逐渐增大 [解题指导]　小球的运动可分解为水平向右的匀速直线运动和水平向里的运动.由于水平向里的洛伦兹力不变，所以小球水平向里做匀加速直线运动. [解析]　小球能从管口处飞出，说明小球受到指向管口的洛伦兹力，根据左手定则判断，小球带正电，故A错误.设试管运动速度为v1，小球垂直于试管向右的分运动是匀速直线运动，小球沿试管方向受到洛伦兹力的分力F1＝qv1B，q、v1、B均不变，F1不变，则小球沿试管做匀加速直线运动，与平抛运动类似，小球运动的轨迹是一条抛物线，故B正确.洛伦兹力总是与速度垂直，不做功，故C错误.设小球沿试管的分速度大小为v2，则小球受到垂直试管向左的洛伦兹力的分力F2＝qv2B，v2增大，则F2增大，而拉力F＝F2，则F逐渐增大，故D正确. [答案]　BD 洛伦兹力对运动电荷(或