【创新教程】高考物理一轮总复习 8.2 磁场对运动电荷的作用课件 新人教版.ppt

第2单元　磁场对运动电荷的作用 夯实必备知识 必备知识一　洛伦兹力的大小和方向 [基础梳理] 1.洛伦兹力 磁场对___________的作用力. 2.洛伦兹力的方向 左手定则:伸开左手,使拇指与其余四个手指_______,并且都与手 掌在同一个平面内;让磁感线从掌心进入,并使四指指向________ 运动的方向,这时_______所指的方向就是运动的正电荷在磁场中 所受洛伦兹力的方向. 3.洛伦兹力的大小 F＝____________,θ为v与B的夹角,如图所示. (1)v∥B时,θ＝0°或180°,洛伦兹力F＝____. (2)v⊥B时,θ＝90°,洛伦兹力F＝______. (3)v＝0时,洛伦兹力F＝____. 运动电荷 垂直 正电荷 拇指 qvBsin θ 0 qvB 0 解析:环形导线在示波管处产生的磁场方向垂直于纸面向外,由左手定则可判断,电子受到的洛伦兹力向上,故A正确. 答案:A 必备知识二　带电粒子在匀强磁场中的运动 [基础梳理] 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 粒子不做功. 2.粒子的运动性质 (1)若v0∥B,则粒子_________________,在磁场中做匀速直线运动. (2)若v0⊥B,则带电粒子在匀强磁场中做_________________. 大小 不受洛伦兹力 匀速圆周运动 精研疑难要点 内容 对应力 比较项目　　　 洛伦兹力F 电场力F 性质 磁场对在其中运动电荷的作用力 电场对放入其中电荷的作用力 产生条件 v≠0且v不与B平行 电场中的电荷一定受到电场力作用 大小 F＝qvB(v⊥B) F＝qE 3.洛伦兹力与电场力的比较 力方向与场 方向的关系 一定是F⊥B,F⊥v 正电荷与电场方向相同,负电荷与电场方向相反 做功情况 任何情况下都不做功 可能做正功、负功,也可能不做功 力F为零时 场的情况 F为零,B不一定为零 F为零,E一定为零 作用效果 只改变电荷运动的速度方向,不改变速度大小 既可以改变电荷运动的速度大小,也可以改变电荷运动的方向 [特别提醒]　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. 1.(2014年江苏苏南四校联考)如图所示,两个相同的半圆形光滑绝缘轨道分别竖直放置在匀强电场E和匀强磁场B中,轨道两端在同一高度上,两个相同的带正电小球a、b同时从轨道左端最高点由静止释放,且在运动中始终能通过各自轨道的最低点M、N,则:(　　) 解析:由于洛伦兹力不做功,电场力对带电小球一定做负功,所以两小球某次到达轨道最低点时的速度不可能有vN＝vM,选项A错误;小球b可以到达轨道的最右端,小球a不能到达轨道的最右端,选项B错误;由于两个小球受力情况不同,运动情况不同,小球b第一次到达N点的时刻与小球a第一次到达M点的时刻不相同,选项C错误;由于题述没有给出半圆形光滑绝缘轨道半径和小球带电荷量、质量具体数据,所以a小球受到的电场力一定不大于a的重力,b小球受到的最大洛伦兹力可能大于b的重力,选项D正确. 答案:D (2)已知入射方向和出射点的位置时,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道的圆心(如图乙所示,P为入射点,M为出射点). (3)带电粒子在不同边界磁场中的运动: ①直线边界(进出磁场具有对称性,如图所示). 解析:由左手定则可知,带正电的粒子向左偏转.若v一定,θ越大,则粒子在磁场中运动的时间越短,选项A正确;若v一定,θ等于90°时,粒子在离开磁场的位置距O点最远,选项B错误;若θ一定,粒子在磁场中运动的周期与v无关,粒子在磁场中运动的角速度与v无关,粒子在磁场中运动的时间无关,选项C、D错误. 答案:A 4.运动的周期性形成多解 带电粒子在部分是电场,部分是磁场的空间运动时,运动往往具有往复性,从而形成多解.如图丁所示. (1)磁感应强度B0的大小; (2)要使正离子从O′孔垂直于N板射出磁场,正离子射入磁场时的速度v0的可能值. 第三步:找解题突破口　根据周期都为T0,列方程 第四步:形成解题思路 ①洛伦兹力提供向心力,周期都为T0 ②要使正离子从O′孔垂直于N板射出磁场,v0的方向应如上图所示 ③两板之间正离子只运动一个周期,或n个周期 答案:见解析 提升学科素养 [答案]　D [题后悟道]　由于带电粒子进入磁场时的速率是相同的,粒子运动轨迹的圆周半径是相同的,所以可将圆周以P点为转轴进行旋转平移,从而可确定出粒子打中区域的最远端和最近端. 答案:A、C、D