磁场课件3(高二物理)
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初中物理课件
2．如右图所示，在竖直绝缘的平台上，一个带正电的小 球以水平速度 v0 抛出，落在地面上的 A 点，若加一垂直纸面 向里的匀强磁场，则小球的落点( )
A．仍在 A 点 C．在 A 点右侧
B．在 A 点左侧 D．无法确定
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[解析] 加上磁场后，洛伦兹力虽不做功，但可以改变 小球的运动状态(改变速度的方向)，小球做曲线运动，在运动 中任一位置受力如图所示，
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(2)方向特点：F⊥B，F⊥v，即 F 垂直于 B 和 v 决定的 平面 ．
(注意：B 和 v 不一定垂直) 3．洛伦兹力的大小：F＝qvBsinθ，θ 为 v 与 B 的夹角． (1)v∥B 时，洛伦兹力 F＝ 0 . (2)v⊥B 时，洛伦兹力 F＝ qvB . (3)v＝0 时，洛伦兹力 F＝ 0 .
[尝试解答] 当电场、磁场同时存在时，粒子做匀速直 线运动，此时 qE＝qvB；当只有电场时，粒子从 B 点射出， 做类平抛运动，由运动的合成与分解可知，水平方向为匀速 直线运动，所以 t1＝t2；当只有磁场时，粒子在洛伦兹力作用 下做匀速圆周运动，速度大小不变，但路程变长，则 t2<t3， 因此 A 选项正确．粒子从 B 点射出时，电场力做正功，动能 变大，故 C 选项正确．
[答案] AC
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洛伦兹力对运动电荷(或带电体)不做功，不改变速度的 大小，但它可改变运动电荷(或带电体)速度的方向，影响带 电体所受其他力的大小，影响带电体的运动时间等．
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[跟踪训练] 1．下列关于洛伦兹力的说法中，正确的是( ) A．只要速度大小相同，所受洛伦兹力就相同 B．如果把＋q 改为－q，且速度反向，大小不变，则洛 伦兹力的大小、方向均不变 C．洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直，磁场方向 一定与电荷运动方向垂直 D．粒子在只受到洛伦兹力作用下运动的动能、速度均 不变 [答案] B
[答案] √
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4．带电粒子只要速度大小相同，所受洛伦兹力就相同
[答案] ×
()
5．一个带电粒子，在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期
与速度的大小无关( )
[答案] √
6．根据周期公式 T＝2vπr得出 T 与 v 成反比(
)
[答案] ×
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考点
互动探究
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[核心提示] 1 个定则：左手定则(判断洛伦兹力方向) 1 个区别：洛 伦兹力和电场力的区别 2 个表达式：Bqv＝mRv2、T＝2Bπqm 1 个思路：带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的分析思路 2 类问题：带电粒子在磁场中运动的多解问题及临界极值问题
第 2 讲 磁场对运动电荷的作用
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基础
知识回顾
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知识点一 洛伦兹力、洛伦兹力的方向、洛伦兹力公式 1．洛伦兹力：磁场对 运动电荷 的作用力． 2．洛伦兹力的方向 (1)判断方法：左手定则． ①磁感线垂直穿过 手心 ． ②四指指向 正电荷运动 的方向． ③拇指指向 正电荷所受洛伦兹力 的方向．
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A．t1＝t2<t3 C．Ekt;t2＝t3 D．Ek1＝Ek2<Ek3
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[思维启迪] (1)判断当电场、磁场同时存在时，粒子做 什么运动．
(2)只有电场时判断粒子做什么运动，并求其运动时间． (3)只有磁场时判断粒子做什么运动，并求其运动时间．
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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 大
小 ，或者说，洛伦兹力对带电粒子 不做功 ．
2．粒子的运动性质(不计重力时)
(1)若v0∥B，则粒子 做 匀速直线运动 ．
不受洛伦兹力
，在磁场中
(2)若v0⊥B，则带电粒子在匀强磁场中做 匀速圆周 运动 ．
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2．洛伦兹力和安培力的比较 (1)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． (2)安培力是洛伦兹力的宏观表现，二者是相同性质的 力，都是磁场力． (3)安培力可以做功，而洛伦兹力对运动电荷不做功．
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3．洛伦兹力与电场力的比较
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考点一 对洛伦兹力的理解 1．对洛伦兹力的理解 (1)洛伦兹力的方向总是垂直于运动电荷的速度方向，所 以洛伦兹力只改变速度的方向，不改变速度的大小，即洛伦 兹力永不做功． (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)用左手定则判断负电荷在磁场中运动所受的洛伦兹 力时，要注意将四指指向电荷运动的反方向．
小球受到了斜向上的洛伦兹力的作用，小球在竖直方向 的加速度 ay＝mg－qmvBcosθ<g，故小球做平抛运动的时间将 增加，由 x＝v0t 知，落点应在 A 点的右侧．
[答案] C
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考点二 带电粒子做圆周运动的分析思路 轨道圆的“三个确定” 1．如何确定“圆心” (1)由两点和两线确定圆心，画出带电粒子在匀强磁场中 的运动轨迹．确定带电粒子运动轨迹上的两个特殊点(一般是 射入和射出磁场时的两点)，过这两点作带电粒子运动方向的 垂线(这两垂线即为粒子在这两点所受洛伦兹力的方向)，则两 垂线的交点就是圆心，如图(a)所示． (2)若只已知过其中一个点的粒子运动方向，则除过已知 运动方向的该点作垂线外，还要将这两点相连作弦，再作弦 的中垂线，两垂线交点就是圆心，如图(b)所示．
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3．半径和周期公式
v2
mv
(1)由qvB＝__m__r___，得r＝__q_B____.
2πm (2)由v＝2Tπr，得T＝__q_B____.
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1．洛伦兹力和安培力是性质完全不同的两种力( )
[答案] ×
2．粒子在只受到洛伦兹力作用时运动的动能不变
[答案] √
()
3．运动电荷进入磁场后(无其他力作用)可能做匀速直线 运动( )
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(多选)(2015·安庆模拟)如图所示，空间的某一区 域存在着相互垂直的匀强电场和匀强磁场，一个带电粒子以 某一初速度由 A 点进入这个区域沿直线运动，从 C 点离开区 域；如果将磁场撤去，其他条件不变，则粒子从 B 点离开场 区；如果将电场撤去，其他条件不变，则这个粒子从 D 点离 开场区．已知 BC＝CD，设粒子在上述三种情况下，从 A 到 B、从 A 到 C 和从 A 到 D 所用的时间分别是 t1、t2 和 t3，离 开三点时的动能分别是 Ek1、Ek2、Ek3，粒子重力忽略不计， 以下关系正确的是( )
2．如右图所示，在竖直绝缘的平台上，一个带正电的小 球以水平速度 v0 抛出，落在地面上的 A 点，若加一垂直纸面 向里的匀强磁场，则小球的落点( )
A．仍在 A 点 C．在 A 点右侧
B．在 A 点左侧 D．无法确定
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[解析] 加上磁场后，洛伦兹力虽不做功，但可以改变 小球的运动状态(改变速度的方向)，小球做曲线运动，在运动 中任一位置受力如图所示，
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(2)方向特点：F⊥B，F⊥v，即 F 垂直于 B 和 v 决定的 平面 ．
(注意：B 和 v 不一定垂直) 3．洛伦兹力的大小：F＝qvBsinθ，θ 为 v 与 B 的夹角． (1)v∥B 时，洛伦兹力 F＝ 0 . (2)v⊥B 时，洛伦兹力 F＝ qvB . (3)v＝0 时，洛伦兹力 F＝ 0 .
[尝试解答] 当电场、磁场同时存在时，粒子做匀速直 线运动，此时 qE＝qvB；当只有电场时，粒子从 B 点射出， 做类平抛运动，由运动的合成与分解可知，水平方向为匀速 直线运动，所以 t1＝t2；当只有磁场时，粒子在洛伦兹力作用 下做匀速圆周运动，速度大小不变，但路程变长，则 t2<t3， 因此 A 选项正确．粒子从 B 点射出时，电场力做正功，动能 变大，故 C 选项正确．
[答案] AC
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洛伦兹力对运动电荷(或带电体)不做功，不改变速度的 大小，但它可改变运动电荷(或带电体)速度的方向，影响带 电体所受其他力的大小，影响带电体的运动时间等．
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[跟踪训练] 1．下列关于洛伦兹力的说法中，正确的是( ) A．只要速度大小相同，所受洛伦兹力就相同 B．如果把＋q 改为－q，且速度反向，大小不变，则洛 伦兹力的大小、方向均不变 C．洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直，磁场方向 一定与电荷运动方向垂直 D．粒子在只受到洛伦兹力作用下运动的动能、速度均 不变 [答案] B
[答案] √
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4．带电粒子只要速度大小相同，所受洛伦兹力就相同
[答案] ×
()
5．一个带电粒子，在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期
与速度的大小无关( )
[答案] √
6．根据周期公式 T＝2vπr得出 T 与 v 成反比(
)
[答案] ×
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考点
互动探究
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[核心提示] 1 个定则：左手定则(判断洛伦兹力方向) 1 个区别：洛 伦兹力和电场力的区别 2 个表达式：Bqv＝mRv2、T＝2Bπqm 1 个思路：带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的分析思路 2 类问题：带电粒子在磁场中运动的多解问题及临界极值问题
第 2 讲 磁场对运动电荷的作用
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基础
知识回顾
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知识点一 洛伦兹力、洛伦兹力的方向、洛伦兹力公式 1．洛伦兹力：磁场对 运动电荷 的作用力． 2．洛伦兹力的方向 (1)判断方法：左手定则． ①磁感线垂直穿过 手心 ． ②四指指向 正电荷运动 的方向． ③拇指指向 正电荷所受洛伦兹力 的方向．
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A．t1＝t2<t3 C．Ekt;t2＝t3 D．Ek1＝Ek2<Ek3
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[思维启迪] (1)判断当电场、磁场同时存在时，粒子做 什么运动．
(2)只有电场时判断粒子做什么运动，并求其运动时间． (3)只有磁场时判断粒子做什么运动，并求其运动时间．
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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 大
小 ，或者说，洛伦兹力对带电粒子 不做功 ．
2．粒子的运动性质(不计重力时)
(1)若v0∥B，则粒子 做 匀速直线运动 ．
不受洛伦兹力
，在磁场中
(2)若v0⊥B，则带电粒子在匀强磁场中做 匀速圆周 运动 ．
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2．洛伦兹力和安培力的比较 (1)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． (2)安培力是洛伦兹力的宏观表现，二者是相同性质的 力，都是磁场力． (3)安培力可以做功，而洛伦兹力对运动电荷不做功．
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3．洛伦兹力与电场力的比较
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考点一 对洛伦兹力的理解 1．对洛伦兹力的理解 (1)洛伦兹力的方向总是垂直于运动电荷的速度方向，所 以洛伦兹力只改变速度的方向，不改变速度的大小，即洛伦 兹力永不做功． (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)用左手定则判断负电荷在磁场中运动所受的洛伦兹 力时，要注意将四指指向电荷运动的反方向．
小球受到了斜向上的洛伦兹力的作用，小球在竖直方向 的加速度 ay＝mg－qmvBcosθ<g，故小球做平抛运动的时间将 增加，由 x＝v0t 知，落点应在 A 点的右侧．
[答案] C
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考点二 带电粒子做圆周运动的分析思路 轨道圆的“三个确定” 1．如何确定“圆心” (1)由两点和两线确定圆心，画出带电粒子在匀强磁场中 的运动轨迹．确定带电粒子运动轨迹上的两个特殊点(一般是 射入和射出磁场时的两点)，过这两点作带电粒子运动方向的 垂线(这两垂线即为粒子在这两点所受洛伦兹力的方向)，则两 垂线的交点就是圆心，如图(a)所示． (2)若只已知过其中一个点的粒子运动方向，则除过已知 运动方向的该点作垂线外，还要将这两点相连作弦，再作弦 的中垂线，两垂线交点就是圆心，如图(b)所示．
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3．半径和周期公式
v2
mv
(1)由qvB＝__m__r___，得r＝__q_B____.
2πm (2)由v＝2Tπr，得T＝__q_B____.
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1．洛伦兹力和安培力是性质完全不同的两种力( )
[答案] ×
2．粒子在只受到洛伦兹力作用时运动的动能不变
[答案] √
()
3．运动电荷进入磁场后(无其他力作用)可能做匀速直线 运动( )
初中物理课件
(多选)(2015·安庆模拟)如图所示，空间的某一区 域存在着相互垂直的匀强电场和匀强磁场，一个带电粒子以 某一初速度由 A 点进入这个区域沿直线运动，从 C 点离开区 域；如果将磁场撤去，其他条件不变，则粒子从 B 点离开场 区；如果将电场撤去，其他条件不变，则这个粒子从 D 点离 开场区．已知 BC＝CD，设粒子在上述三种情况下，从 A 到 B、从 A 到 C 和从 A 到 D 所用的时间分别是 t1、t2 和 t3，离 开三点时的动能分别是 Ek1、Ek2、Ek3，粒子重力忽略不计， 以下关系正确的是( )