2021版高考物理一轮复习第九章磁场2磁场对运动电荷的作用课件
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高三物理一轮复习第讲磁场对运动电荷的作用公开课获奖课件
【思维驱动】
(多选)如图8－2－1所示，一种质量为
m、电荷量为e粒子从容器A下方小孔
S，无初速度地飘入电势差为U加速电
场，然后垂直进入磁感应强度为B匀
强磁场中，最终打在摄影底片M
上．如下说法对旳是
( )．
图8－2－1
第9页
A．粒子进入磁场时的速率 v＝
2eU m
B．粒子在磁场中运动的时间 t＝2πeBm
v 从 A 点沿直径 AOB 方向射入磁场，
经过Δt 时间从 C 点射出磁场，OC 与
OB 成 60°角．现将带电粒子的速度变
图8－2－6
为v3，仍从 A 点沿原方向射入磁场，不计重力，则粒子在
磁场中的运动时间变为
( )．
A.12Δt
B．2Δt
C.13Δt
D．3Δt
第23页
解析 设带电粒子以速度 v 进入磁场做圆周运
图8－2－5
度处由静止释放，都恰好通过圆形轨道最高点，则 ( )．
第19页
A．通过最高点时，三个小球速度相等
B．通过最高点时，甲球速度最小
C．甲球释放位置比乙球高
D．运动过程中三个小球机械能均保持不变
解析 设磁感应强度为 B，圆形轨道半径为 r，三个小球质 量均为 m，它们恰好通过最高点时的速度分别为 v 甲、v 乙和 v 丙，则 mg＋Bvq 甲＝mrv甲2 ，mg－Bvq 乙＝mrv乙2 ，mg＝mrv丙2 ， 显然，v 甲>v 丙>v 乙，选项 A、B 错误；三个小球在运动过程 中，只有重力做功，即它们的机械能守恒，选项 D 正确；甲 球在最高点处的动能最大，因为势能相等，所以甲球的机械 能最大，甲球的释放位置最高，选项 C 正确．
加，落点应在 A 点的右侧．
高中物理高考 高考物理一轮复习专题课件 专题9+磁场(全国通用)
2.回旋加速器 (1)基本构造：回旋加速器的核心部分是放置在磁场中的两个D形 的金属扁盒 (如图所示)，其基本组成为：
①粒子源 ②两个D形金属盒 ③匀强磁场 ④高频电源 ⑤粒子引出装置
(2)工作原理
①电场加速 qU＝ΔEk； ②磁场约束偏转 qBv＝mvr2，v＝qmBr∝r；
③加速条件：高频电源的周期与带电粒子在 D 形盒中运动的周 2πm
知识点一 磁场及其描述 1.磁场 (1)基本特性：对放入其中的磁体、电流和运动电荷都有_磁__场__力__的 作用. (2)方向：磁场中任一点小磁针_北__极__(N__极__)的受力方向为该处的磁场 方向.
2.磁感应强度
B＝IFL
强弱
方向
北极(N极)
3.磁感应强度与电场强度的比较
磁感应强度 B 电场强度 E
要点一 通电导线在安培力作用下的运动的判断方法 [突破指南]
电流元法
把整段导线分为直线电流元，先用左手定则判 断每段电流元受力的方向，然后判断整段导线 所受合力的方向，从而确定导线运动方向.
等效法
环形电流可等效成小磁针，通电螺线管可以等 效成条形磁铁或多个环形电流，反过来等效也 成立.
特殊 通过转动通电导线到某个便于分析的特殊位置，然 位置法 后判断其所受安培力的方向，从而确定其运动方向.
A.FN1＜FN2，弹簧的伸长量减小 B.FN1＝FN2，弹簧的伸长量减小 C.FN1＞FN2，弹簧的伸长量增大 D.FN1＞FN2，弹簧的伸长量减小
解析 采用“转换研究对象法”：由于条形磁铁的磁感线是从N 极出发到S极，所以可画出磁铁在导线A处的一条磁感线，此处磁 感应强度方向斜向左下方，如图，导线A中的电流垂直纸面向外， 由左手定则可判断导线A必受 斜向右下方的安培力，由牛顿 第三定律可知磁铁所受作用力的方向是斜向左上方，所以磁铁对 斜面的压力减小，FN1＞FN2.同时，由于导线A比较靠近N极，安 培力的方向与斜面的夹角小于90°，所以电流对磁铁的作用力有 沿斜面向下的分力，使得弹簧弹力增大，可知弹簧的伸长量增大， 所以正确选项为C.
新高考物理 磁场9-1 磁场的描述 磁场对电流的作用
立体 图
三、安培力 1．安培力的大小 (1)磁场方向和电流方向垂直时：F＝_B__I_L_。 (2)磁场方向和电流方向平行时：F＝0。 2．安培力的方向 —— 左手定则判断 (1)伸开左手，使拇指与其余四个手指_垂__直___，并且都与手掌在同一个平面内。 (2)让磁感线从掌心垂直进入，并使四指指向_电__流___的方向。 (3)_拇__指__ 所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。
3．[安培力的叠加问题]
(2019·全国卷Ⅰ) 如图，等边三角形线框LMN由三根相同的导体
棒连接而成，固定于匀强磁场中，线框平面与磁感应强度方向
垂直，线框顶点M、N与直流电源两端相接。已知导体棒MN受
到的安培力大小为F，则线框LMN受到的安培力的大小为
答案：B
[要点自悟明] 1．磁场的基本性质：磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有磁力的作用。 2．磁感应强度的理解 (1)描述磁场的强弱和方向。 (2)B＝IFL成立的条件为：通电导线垂直于磁场。 (3)磁场方向：小磁针 N 极受力的方向。
3．磁感线的特点 (1)磁感线上某点的切线方向就是该点的磁场方向。 (2)磁感线的疏密定性地表示磁场的强弱。 (3)磁感线是闭合曲线，没有起点和终点。 (4)磁感线是假想的曲线，客观上不存在。 4．磁通量 (1)大小：当S⊥B时，Φ＝BS，标量。 (2)理解为穿过线圈平面的磁感线条数。
B．与运动电荷所受磁场力的方向一致
C．与小磁针N极所受磁场力的方向一致
D．与小磁针S极所受磁场力的方向一致
解析：磁场中某一点磁感应强度的方向，与小磁针N极受力方向一致，C正确，
A、B、D错误。
答案：C
2．[磁感应强度的大小] (多选)一小段长为 L 的通电直导线放在磁感应强度为 B 的磁场中，当通过它的 电流为 I 时，所受安培力为 F。以下关于磁感应强度 B 的说法正确的是 ( ) A．磁感应强度 B 一定等于IFL B．磁感应强度 B 可能大于或等于IFL C．磁场中通电直导线受力大的地方，磁感应强度一定大 D．在磁场中通电直导线也可以不受安培力
2021年高考物理一轮复习资料第九单元第2节磁场对运动电荷的作用课件
动电荷所受洛伦兹力的合力
练 1 (2019·太原模拟)(多选)如图所示，在 竖直平面内放一个光滑绝缘的半圆形轨道，圆心 O 与轨道左、右最高点 a、c 在同一水平线上，水平方向的匀强 磁场与半圆形轨道所在的平面垂直．一个带负电荷的小滑块由静 止开始从半圆轨道的最高点 a 滑下，则下列说法中正确的是 ()
【答案】 ACD 【解析】 在电场中加速，根据动能定理有：eU＝12mv2－0 所以：v＝ 2meU，故 A 项正确； 若在 Q 的右侧加一个垂直于纸面向里的匀强磁场 B，根据左 手定则可知，电子受到的洛伦兹力的方向向下，电子在磁场中偏 转：rsinα＝12d 又：evB＝mvr2
联立解得：B＝merv＝2 2emedUsinα，故 B 项错误； 若在 Q 的右侧加一个平行于 PQ 的匀强磁场，电子在磁场中 运动的方向与磁场的方向平行，则电子不受洛伦兹力，则不可能 到达 M 点，故 C 项正确； 若在 Q 的右侧加一个垂直于 PQ 向上的匀强电场 E，电子沿 PQ 方向匀速运动，有：dcosα＝vt
根据几何关系可得：d＝ 2r③
联立①②③式可得：mq ＝B42Ud2④
(2)由几何关系可知，带电粒子射入磁场后运动到 x 轴所经过 的路程为
s＝π2r＋r·tan30°⑤ 则带电粒子从射入磁场到运动至 x 轴的时间为：t＝vs⑥ 联立②④⑤⑥式可得：t＝B4Ud2(π2＋ 33)．
考点三 带电粒子的“磁偏转”和“电偏转”
电场力
产生 磁场中的运动电荷， 磁场中的通电导线(I 与 B
电场中的电荷
条件 (v 与 B 不平行)
不平行)
大小 F＝qvB(v⊥B)
F＝BLI(I⊥B)
F＝qE
方向
F⊥B 且 F⊥v
练 1 (2019·太原模拟)(多选)如图所示，在 竖直平面内放一个光滑绝缘的半圆形轨道，圆心 O 与轨道左、右最高点 a、c 在同一水平线上，水平方向的匀强 磁场与半圆形轨道所在的平面垂直．一个带负电荷的小滑块由静 止开始从半圆轨道的最高点 a 滑下，则下列说法中正确的是 ()
【答案】 ACD 【解析】 在电场中加速，根据动能定理有：eU＝12mv2－0 所以：v＝ 2meU，故 A 项正确； 若在 Q 的右侧加一个垂直于纸面向里的匀强磁场 B，根据左 手定则可知，电子受到的洛伦兹力的方向向下，电子在磁场中偏 转：rsinα＝12d 又：evB＝mvr2
联立解得：B＝merv＝2 2emedUsinα，故 B 项错误； 若在 Q 的右侧加一个平行于 PQ 的匀强磁场，电子在磁场中 运动的方向与磁场的方向平行，则电子不受洛伦兹力，则不可能 到达 M 点，故 C 项正确； 若在 Q 的右侧加一个垂直于 PQ 向上的匀强电场 E，电子沿 PQ 方向匀速运动，有：dcosα＝vt
根据几何关系可得：d＝ 2r③
联立①②③式可得：mq ＝B42Ud2④
(2)由几何关系可知，带电粒子射入磁场后运动到 x 轴所经过 的路程为
s＝π2r＋r·tan30°⑤ 则带电粒子从射入磁场到运动至 x 轴的时间为：t＝vs⑥ 联立②④⑤⑥式可得：t＝B4Ud2(π2＋ 33)．
考点三 带电粒子的“磁偏转”和“电偏转”
电场力
产生 磁场中的运动电荷， 磁场中的通电导线(I 与 B
电场中的电荷
条件 (v 与 B 不平行)
不平行)
大小 F＝qvB(v⊥B)
F＝BLI(I⊥B)
F＝qE
方向
F⊥B 且 F⊥v
2025高考物理总复习磁场对运动电荷(带电体)的作用
√
考点二 洛伦兹力作用下带电体的运动
对沿斜面向上运动的小物块受力分析，由牛顿第 二定律有mgsin θ＋μFN＝ma，FN＝mgcos θ＋qvB， 联立解得a＝gsin θ＋μgcos θ＋ μqmvB，方向沿斜面 向下，所以小物块沿斜面向上做加速度减小的减速运动，速度越小， 加速度越小，速度减小的越慢，加速度减小的越慢，速度接近零时， 加速度不接近零。故选C。
考点一 洛伦兹力
例2 真空中竖直放置一通电长直细导线，俯视图如图所示。以导线为 圆心作圆，光滑绝缘管ab水平放置，两端恰好落在圆周上。直径略小于 绝缘管直径的带正电小球自a端以速度v0向b端运动过程中，下列说法正 确的是 A.小球先加速后减速 B.小球受到的洛伦兹力始终为零
√C.小球在ab中点受到的洛伦兹力为零
√D.电子顺时针运动
考点一 洛伦兹力
中子不带电，在磁场中不会做匀速圆周运动，故 A、B错误； 质子受洛伦兹力方向指向圆心，根据左手定则可 知，磁感线穿过手心，大拇指指向圆心，四指所 指的方向即为质子运动方向，即质子是逆时针方 向运动，故C错误；
考点一 洛伦兹力
电子受洛伦兹力方向指向圆心，根据左手定则可 知，磁感线穿过手心，大拇指指向圆心，四指所 指的反方向即为电子运动方向，即电子是顺时针 方向运动，故D正确。
考点一 洛伦兹力
4.洛伦兹力与安培力的联系及区别 (1) 安培力 是 洛伦兹力 的宏观表现，二者性质相同，都是磁场力。 (2) 安培力 可以做功，而 洛伦兹力 对运动电荷不做功。 注意：洛伦兹力的分力可能对运动电荷做功。
考点一 洛伦兹力
5.洛伦兹力与静电力的比较
洛伦兹力
产生条件
v≠0且v不与B平行 (说明：运动电荷在磁场中不一
< 考点一 >
考点二 洛伦兹力作用下带电体的运动
对沿斜面向上运动的小物块受力分析，由牛顿第 二定律有mgsin θ＋μFN＝ma，FN＝mgcos θ＋qvB， 联立解得a＝gsin θ＋μgcos θ＋ μqmvB，方向沿斜面 向下，所以小物块沿斜面向上做加速度减小的减速运动，速度越小， 加速度越小，速度减小的越慢，加速度减小的越慢，速度接近零时， 加速度不接近零。故选C。
考点一 洛伦兹力
例2 真空中竖直放置一通电长直细导线，俯视图如图所示。以导线为 圆心作圆，光滑绝缘管ab水平放置，两端恰好落在圆周上。直径略小于 绝缘管直径的带正电小球自a端以速度v0向b端运动过程中，下列说法正 确的是 A.小球先加速后减速 B.小球受到的洛伦兹力始终为零
√C.小球在ab中点受到的洛伦兹力为零
√D.电子顺时针运动
考点一 洛伦兹力
中子不带电，在磁场中不会做匀速圆周运动，故 A、B错误； 质子受洛伦兹力方向指向圆心，根据左手定则可 知，磁感线穿过手心，大拇指指向圆心，四指所 指的方向即为质子运动方向，即质子是逆时针方 向运动，故C错误；
考点一 洛伦兹力
电子受洛伦兹力方向指向圆心，根据左手定则可 知，磁感线穿过手心，大拇指指向圆心，四指所 指的反方向即为电子运动方向，即电子是顺时针 方向运动，故D正确。
考点一 洛伦兹力
4.洛伦兹力与安培力的联系及区别 (1) 安培力 是 洛伦兹力 的宏观表现，二者性质相同，都是磁场力。 (2) 安培力 可以做功，而 洛伦兹力 对运动电荷不做功。 注意：洛伦兹力的分力可能对运动电荷做功。
考点一 洛伦兹力
5.洛伦兹力与静电力的比较
洛伦兹力
产生条件
v≠0且v不与B平行 (说明：运动电荷在磁场中不一
< 考点一 >
新课标2023版高考物理一轮总复习第九章磁场第2讲带电粒子在磁场中的运动课件
电荷处在电场中
大小
F＝qvB(v⊥B)
F＝qE
方向
F⊥B且F⊥v
正电荷受力与电场方向相同，负电 荷受力与电场方向相反
可能做正功，可能做负功，也可能 做功情况 任何情况下都不做功
不做功
(二) 半径公式和周期公式的应用(固基点)
[题点全练通]
1．[半径公式、周期公式的理解]
(选自鲁科版新教材)(多选)在同一匀强磁场中，两带电量相等的粒子，仅受磁
[答案] D
类型(二) 平行直线边界的磁场 1．粒子进出平行直线边界的磁场时，常见情形如图所示：
2．粒子在平行直线边界的磁场中运动时存在临界条件，如图a、c、d所示。
3．各图中粒子在磁场中的运动时间： (1)图 a 中粒子在磁场中运动的时间 t1＝θBmq，t2＝T2＝πBmq。 (2)图 b 中粒子在磁场中运动的时间 t＝θBmq。 (3)图 c 中粒子在磁场中运动的时间
[答案] BD
[例 3] 如图所示，平行边界区域内存在匀强磁场，比荷相同 的带电粒子 a 和 b 依次从 O 点垂直于磁场的左边界射入，经磁场 偏转后从右边界射出，带电粒子 a 和 b 射出磁场时与磁场右边界 的夹角分别为 30°和 60°，不计粒子的重力，下列判断正确的是( )
A．粒子 a 带负电，粒子 b 带正电 B．粒子 a 和 b 在磁场中运动的半径之比为 1∶ 3 C．粒子 a 和 b 在磁场中运动的速率之比为 3∶1 D．粒子 a 和 b 在磁场中运动的时间之比为 1∶2
(三) 带电粒子在有界匀强磁场中的圆周运动(精研点) 类型(一) 直线边界的磁场
1．粒子进出直线边界的磁场时，常见情形如图所示：
2．带电粒子(不计重力)在直线边界匀强磁场中的运动时具有两个特性： (1)对称性：进入磁场和离开磁场时速度方向与边界的夹角相等。 (2)完整性：比荷相等的正、负带电粒子以相同速度进入同一匀强磁场，则它们运
2021高考人教版物理一轮复习讲义：第9章第2讲磁场对运动电荷的作用(含解析)
第2讲磁场对运动电荷的作用主干梳理对点激活知识点1 洛伦兹力、洛伦兹力的方向 I洛伦兹力公式 n 1.定义：_01运动电荷在磁场中所受的力称为洛伦兹力。
2. 方向(1) 判定方法：应用左手定则，注意四指应指向正电荷运动方向或负电荷运动 的反方向。
⑵方向特点：F 丄B , F 丄V 。
即F 垂直于02 B 和 v 所决定的平面。
(注意B 和 v 可以有任意夹角)。
由于F 始终03垂直于v 的方向，故洛伦兹力永不做功。
3. 洛伦兹力的大小：F = qvBsin B其中B 为电荷运动方向与磁场方向之间的夹角。
⑴当电荷运动方向与磁场方向垂直时， F = qvB 。
(2) 当电荷运动方向与磁场方向平行时，F = 0。
(3) 当电荷在磁场中静止时，F = 0。
知识点2 带电粒子在匀强磁场中的运动 n1. 两种特殊运动⑴若v // B ,带电粒子以入射速度v 做丽匀谏直线运动(2)若v 丄B ,带电粒子在垂直于磁感线的平面内，以入射速度 周运动。
2. 基本公式向心力公式： qvB = m* = m 罕2「。
3. 导出公式注意：T 、f 和①的大小与轨道半径r 和运行速率v 无关，只与磁场的［03 磁感v 做l~02匀速圆(1)轨道半径:mvBq (2)周期: 2 n r qB应强度B和粒子的「04比荷m有关。
比荷m相同的带电粒子，在同样的匀强磁场中----- m mT、f、3相同。
「双基夯实一堵点疏通1 .带电粒子在磁场中运动时，一定会受到磁场力的作用。
（）2. 洛伦兹力的方向垂直于B和v决定的平面，洛伦兹力对带电粒子永远不做功。
（）2 n3. 根据公式T=晋，说明带电粒子在匀强磁场中的运动周期T与v成反比。
（）4. 用左手定则判断洛伦兹力方向时，四指指向电荷的运动方向。
（）5. 带电粒子在磁场中运动时的轨道半径与粒子的比荷成正比。
（）6. 当带电粒子进入匀强磁场时，若v与B夹角为锐角，带电粒子的轨迹为螺旋线。
2021版高考物理一轮复习课件第9章磁场第2讲磁场对运动电荷的作用
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二、教材习题及改编 1．(人教版选修 3－1·P98·T1 改编)下列各图中，运动电荷的速度方向、磁感应强度 方向和电荷的受力方向之间的关系正确的是( )
答案：B
8
2．(鲁科版选修 3－1·P132·T2)(多选)两个粒子，电量相等，在同一匀强磁场中受磁 场力而做匀速圆周运动( )
A．若速率相等，则半径必相等 B．若动能相等，则周期必相等 C．若质量相等，则周期必相等 D．若动量大小相等，则半径必相等 解析：选 CD．带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，qvB ＝mvR2，可得 R＝mqBv，T＝2qπBm，可知 C、D 正确．
6
一、易混易错判断 1．运动的电荷在磁场中一定会受到磁场力的作用．( × ) 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．公式 T＝2vπr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．荷兰物理学家洛伦兹提出磁场对运动电荷有作用力的观点．( √ ) 7．英国物理学家汤姆孙发现电子，并指出：阴极射线是高速运动的电子流．( √ )
4
二、带电粒子在匀强磁场中(不计重力)的运动 1．若 v∥B，带电粒子以入射速度 v 做_匀__速__直__线___运动． 2．若 v⊥B，带电粒子在垂直于磁感线的平面内，以入射速度 v 做_匀__速__圆__周___运动． 3．基本公式 (1)轨迹半径公式：r＝mBqv. (2)周期公式：T＝2vπr＝2qπBm；f＝T1＝2Bπqm；ω＝2Tπ＝2πf＝Bmq.
9
2021版高考物理(基础版)一轮复习课件：第九章 2 第二节 磁场对运动电荷的作用
()
解析：选 CD.设磁感应强度为 B，圆形轨道半径为 r，三个小球质量均为 m，它们恰好 通过最高点时的速度分别为 v 甲、v 乙和 v 丙，则 mg＋q 甲 v 甲 B＝mrv甲2 ，mg－q 乙 v 乙 B＝mrv2乙， mg＝mrv丙2 ，显然，v 甲>v 丙>v 乙，A、B 错误；三个小球在运动过程中，只有重力做功， 即它们的机械能守恒，D 正确；甲球在最高点处的动能最大，因为势能相等，所以甲球 的机械能最大，甲球的释放位置最高，C 正确．
2．圆心的确定方法 法一 若已知粒子轨迹上的两点的速度方向，则可根据洛伦兹力 F⊥v，分别确定两点 处洛伦兹力 F 的方向，其交点即为圆心，如图甲． 法二 若已知粒子运动轨迹上的两点和其中某一点的速度方向，则可作出此两点的连线 (即过这两点的圆弧的弦)的中垂线，中垂线与过已知点速度方向的垂线的交点即为圆心， 如图乙．
()
[解析] 带电小球在刚进入复合场时受力如图所示，则带电小球进入 复合场后做曲线运动，因为速度会发生变化，洛伦兹力就会跟着变化， 所以不可能是匀变速曲线运动，A 错误；根据电势能公式 Ep＝qφ 知只 有带电小球竖直向下做直线运动时，电势能才保持不变，B 错误；洛 伦兹力的方向始终和速度方向垂直，所以洛伦兹力不做功，C 错误；从能量守恒角度分 析，D 正确． [答案] D
3．半径的确定和计算 利用平面几何关系，求出该圆的可能半径(或圆心角)，求解时注意以 下几何特点： 粒子速度的偏向角(φ)等于圆心角(α)，并等于 AB 弦与切线的夹角(弦 切角 θ)的 2 倍(如图)，即 φ＝α＝2θ＝ωt.
4．运动时间的确定 粒子在磁场中运动一周的时间为 T，当粒子运动的圆弧所对应的圆心角为 α 时，其运动 时间可由下式表示： t＝36α0°T或t＝2απT，t＝vl (l 为弧长)．
高考物理一轮复习第22讲磁场对运动电荷的作用课件
方向垂直纸面向里．质量相同的甲、乙、丙三个小球中，甲球
考 带正电、乙球带负电、丙球不带电．现将三个小球在轨道 AB
向 上分别从不同高度处由静止释放，都恰好通过圆形轨道的最高
互 动
点，则(
)
探
究
12/9/2021
图 22-2
第十四页，共九十五页。
返回 (fǎnhuí)目
第22讲 磁场对运动(yùndòng)电荷的作用
12/9/2021
F＝qvB，当粒子速度与磁场平行时 F＝0.又由于洛伦兹力的
方向永远与粒子的速度方向垂直，因而速度方向不同时，洛伦
考 兹力的方向也不同，所以 A 选项错．因为＋q 改为－q 且速度
向 反向，由左手定则可知洛伦兹力方向不变，再由 F＝qvB 知大
互 动
小也不变，所以 B 选项对．因为电荷进入磁场时的速度方向
(1)点电荷 a 从射出到经过 G 点所用的时间；
(2)点电荷 b 的速度的大小．
12/9/2021
第二十一页，共九十五页。
返回 (fǎnhuí)目
第22讲 磁场(cíchǎng)对运动电荷的作用
考 向 互 动 探 究
12/9/2021
图 22-4
第二十二页，共九十五页。
返回 (fǎnhuí)目
第22讲 磁场对运动(yùndòng)电荷的作用
②当速率 v 变化时，圆心角大的运动时间长．
12/9/2021
第二十页，共九十五页。
返回
(fǎnhuí)目
第22讲 磁场对运动电荷(diànhè)的作用
例 1 如图 22-4 所示，纸面内有 E、F、G 三点，∠GEF
＝30°，∠EFG＝135°，空间有一匀强磁场，磁感应强度大
高考物理一轮总复习 第9章 磁场 第2讲 磁场对运动电荷的作用(2021年最新整理)
2018版高考物理一轮总复习第9章磁场第2讲磁场对运动电荷的作用编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（2018版高考物理一轮总复习第9章磁场第2讲磁场对运动电荷的作用）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。
本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为2018版高考物理一轮总复习第9章磁场第2讲磁场对运动电荷的作用的全部内容。
磁场对运动电荷的作用时间：45分钟满分：100分一、选择题（本题共10小题，每小题6分，共60分。
其中1～6为单选，7~10为多选)1．［2016·肇庆质检]如图所示，通电竖直长直导线的电流方向向上，初速度为v0的电子平行于直导线竖直向上射出，不考虑电子的重力，则电子将（)A．向右偏转，速率不变，r变大B．向左偏转,速率改变,r变大C．向左偏转,速率不变,r变小D．向右偏转，速率改变，r变小答案A解析由安培定则可知，直导线右侧的磁场垂直纸面向里，根据左手定则可知，电子受洛伦兹力方向向右，故向右偏转；由于洛伦兹力不做功，故速率不变，由r＝错误!向右偏B变小，可知r变大，故选A。
2．［2016·西工大附中模拟］为了科学研究的需要,常常将质子（带有一个正的元电荷，质量为一个原子质量单位）和α粒子(带有两个正的元电荷,质量为四个原子质量单位）等带电粒子贮存在圆环状空腔中，圆环状空腔置于一个与圆环平面垂直的匀强磁场中，带电粒子在其中做匀速圆周运动(如图）.如果质子和α粒子分别在两个完全相同的圆环状空腔中做圆周运动，且在同样的匀强磁场中，比较质子和α粒子在圆环状空腔中运动的动能E H和Eα,运动的周期T H和Tα的大小，有（）A．E H＝Eα，T H＝TαB．E H＝Eα，T H≠TαC．E H≠Eα,T H＝TαD．E H≠Eα，T H≠Tα答案B解析洛伦兹力充当向心力，根据牛顿第二定律可得Bqv＝m错误!，解得R＝错误!,E k＝错误! mv2，联立解得R＝错误!，因R＝Rα，mα＝4m H,qα＝2q H，得E H＝Eα，由T＝错误!,得T H＝错误!Tα，H故B正确.3．如图甲所示为足够大空间内存在水平方向的匀强磁场,在磁场中A、B两物块叠在一起置于光滑水平面上，物块A带正电，物块B不带电且表面绝缘，A、B接触面粗糙，自t＝0时刻起用水平恒力F作用在物块B上,由静止开始做匀加速直线运动.图乙图象的横轴表示时间,则纵轴y可以表示（）A．A所受摩擦力的大小B．B对地面压力的大小C．A所受合力的大小D．B所受摩擦力的大小答案B解析由于A、B由静止开始做匀加速直线运动,所以合外力恒定，且B所受摩擦力大小等于B对A的摩擦力，以A为研究对象,由牛顿第二定律得f＝m A a，不随时间改变，故A、C、D 选项错误。
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2.磁场方向不确定形成多解:有些题目只知磁感应强度的大小,而不知其方向, 此时必须要考虑磁感应强度方向不确定而形成的多解。 如图乙所示,带正电粒子以速率v垂直进入匀强磁场,如B垂直纸面向里,其轨迹 为a,如B垂直纸面向外,其轨迹为b。
3.临界状态不唯一形成多解:带电粒子在洛伦兹力作用下飞越有界磁场时,由 于粒子运动轨迹是圆弧状,因此,它可能穿过去,也可能转过180°从入射界面 这边反向飞出,从而形成多解,如图丙所示。
q力伦v减 兹0B小力) ,,s所则=0以由-位1动2 m移量v02，得增定到大理:,,即得实:s-μ际2m位gm移m·g因vst02q为=>v00物B-2m,块mv向mg0,左v得02Aq做v:正0tB=减确 , 速;vB,g0运因错动为误,物;洛假块伦设带兹不正受电洛,受向
下的洛伦兹力,所以向左做减速运动,加速度减小,但比没有洛伦兹力要大,所 以滑行时间比没有洛伦兹力时会变短,则有:t< v,C0 错误,D正确。故选A、D。
3.洛伦兹力与电场力的比较:
【典例·通法悟道】
【典例1】(多选)质量为m,电量为q的带正电小物块在磁感应强度为B,方向垂直
纸面向里的匀强磁场中,沿动摩擦因数为μ的绝缘水平面以初速度v0开始向左 运动,如图所示。物块经时间t移动距离s后停了下来,设此过程中,q不变,则
A.s
mv02
2 mg qv()B
g
命题点二 带电粒子在匀强磁场中的圆周运动问题 【要点·融会贯通】 1.圆心的确定: (1)已知入射点、出射点、入射方向和出射方向时,可通过入射点和出射 点分别作垂直于入射方向和出射方向的直线,两条直线的交点就是圆弧轨 道的圆心(如图甲所示,图中P为入射点,M为出射点)。
(2)已知入射方向、入射点和出射点的位置时,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)。
A. 3∶2 B. 2∶1 C. 3∶1 D.3∶ 2
()
【题眼点拨】①不同方向的v1粒子,在磁场中运动时,具有相等的半径,不同的 轨迹,其中最远的那个粒子在区域圆的六分之一圆周上,该弦长即为粒子轨迹 圆的直径。 ②对不同方向的v2粒子,三分之一区域圆弧对的弦长即为轨迹圆的直径。
【解析】选C。相同的带电粒子垂直匀强磁场入射均做匀速圆周运动。粒子以 v1入射,一端为入射点P,对应圆心角为60°(对应六分之一圆周)的弦PP′必为 垂直该弦入射粒子运动轨迹的直径2r1,如图甲所示,设圆形区域的半径为R,由 几何关系知r1= 1 R。其他不同方向以v1入射的粒子的出射点在PP′对应的圆
【典例2】(2017·全国卷Ⅱ)如图,虚线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面的
匀强磁场,P为磁场边界上的一点,大量相同的带电粒子以相同的速率经过P点,
在纸面内沿不同方向射入磁场, 若粒子射入速率为v1,这些粒子在磁场边界的
出射点分布在六分之一圆周上；① 若粒子射入速率为v2,相应的出射点分布
在三分之一圆周上，② 不计重力及带电粒子之间的相互作用,则v2∶v1 为
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。
【典例·通法悟道】 【典例3】 如图所示,宽度为d的有界匀强磁场,磁感应强度为B,MM′和NN′是它的两条边 界。现有质量为m,电荷量为q的带电粒子沿图示方向垂直磁场射入。要使粒子 不能从边界NN′射出,则粒子入射速率v的最大值可能是多少?
2.半径的确定: (1)由物理方法求:半径R= mv 。
qB
(2)由几何方法求:一般由数学知识(勾股定理、三角函数等)计算来确定。
3.运动时间的确定:
(1)由圆心角求:粒子在磁场中运动一周的时间为T,当粒子运动的圆弧所对应的
圆心角为θ时,其运动时间表示为t= T（或t R ）。
(2)由弧长求:t= s 。
2
弧内。
同理可知,粒子以v2入射及出射情况,如图乙所示。由几何关系知r2= 可得r2∶r1= 3∶1。 因为m、q、B均相同,由公式r=mv 可得v∝r, 所以v2∶v1= 3∶1。故选C。 qB
R2
【规律方法】带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的分析方法
命题点三 带电粒子在磁场中运动的多解问题 【要点·融会贯通】 1.带电粒子电性不确定形成多解:受洛伦兹力作用的带电粒子,由于电性不同, 当速度相同时,正、负粒子在磁场中运动轨迹不同,形成多解。 如图甲所示,带电粒子以速率v垂直进入匀强磁场,如带正电,其轨迹为a,如带负 电,其轨迹为b。
第2讲 磁场对运动电荷的作用
命题点一 洛伦兹力的理解 【要点·融会贯通】 1.洛伦兹力的特点: (1)利用左手定则判断洛伦兹力的方向,注意区分正、负电荷。 (2)当电荷运动方向发生变化时,洛伦兹力的方向也随之变化。 (3)运动电荷在磁场中不一定受洛伦兹力作用。 (4)洛伦兹力一定不做功。
2.洛伦兹力和安培力的比较: (1)联系: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。两者是性质相同的力。 (2)区别:安培力可以做功,而洛伦兹力对电荷永不做功。
2
v
v
4.需要掌握的二级结论:
(1)带电粒子进入直线边界、圆边界等有界磁场时,注意运动轨迹具有对称性,其
入射方向与边界(或半径)的夹角和出射方向与边界(或半径)的夹角是相等的。
(2)带电粒子在磁场中做匀速圆周运动时,速度偏向角与转过的圆心角相等,但与
弦切角不相等,而是等于弦切角的2倍。
【典例·通法悟道】
C.t v0 g
B.s
mv02
2mg qv0B
D.t v0 g
()
【技巧点拨】 科学思维之科学论证 (1)洛伦兹力一般为变力,不但注意其方向的变化,也要注意其大小的变化。 (2)假设F洛为恒力,利用动能定理分析s的大小。 (3)假设不受F洛,利用动量定理分析t的大小。
【解析】选A、D。假设物块所受洛伦兹力为恒力,根据动能定理,得:-μ(mg+