2019版高考物理一轮复习主题八磁场8_1_2带电粒子在匀强磁场中的运动课件

A. 3∶1 B. 3∶2 C．1∶1 D．1∶2
[解析] 依题意，每根导线在 O 点产生的磁感强度为12B1， 方向竖直向下，则电子在 O 点受到的洛伦兹力为 F1＝evB1；则 当 M 移到 P 点时，O 点的合磁感应强度大小为：B2＝2×12 B1×cos30°＝ 23B1，则电子在 O 点受到的洛伦兹力为 F2＝evB2 ＝ 23B1ev，则 F2 与 F1 之比为 教材复习课
回归教材 落实双基
课时二
带电粒子在匀强磁场中的运动
基础自主落实 J
自主预习 自我诊断
[知识梳理] 一、洛伦兹力
1．大小 (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. (4)v 与 B 夹角为 θ 时，洛伦兹力 F＝ qvBsinθ .
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 (1)若 v0∥B，则粒子 不受洛伦兹力 ，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 匀速圆周运动．
如图，带电粒子在磁场中，①中粒子做 匀速圆周 运动， ②中粒子做 匀速直线 运动，③中粒子做 匀速圆周 运动．
②直角三角形的应用(勾股定理)．找到 AB 的中点 C，连接 OC，则△AOC、△BOC 都是直角三角形．
(3)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)．
3．半径和周期公式
v2
mv
(1)由 qvB＝ m r ，得 r＝ qB .
2πm (2)由 v＝2Tπr，得 T＝ qB .
[知识诊断] 1．带电粒子在磁场中运动时一定会受到洛伦兹力的作用 () [答案] × 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( ) [答案] × 3．洛伦兹力和安培力是性质完全不同的两种力( ) [答案] ×
(4)解题常用知识 ①几何知识：根据已知长度、角度，计算粒子的运动半径， 或者根据粒子的运动半径计算未知长度、角度时，常用到几何知 识．例如，三角函数、勾股定理、偏向角与圆心角的关系…… ②半径公式、周期公式：应用公式 R＝mqBv、T＝2qπBm，可根 据 q、B、m、v 计算粒子的半径、周期，也可根据粒子的半径或 周期计算磁感应强度，粒子的电荷量、质量．
②已知入射方向和入射点、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)．
(2)半径的确定 利用平面几何关系，求出该圆的可能半径(或圆心角)，求解 时注意以下几个重要的几何特点： ①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.
核心要点突破 H
精研教材 重难突破
要点一 洛伦兹力的方向判断及大小计算 [要点深化]
洛伦兹力与电场力的比较
[变式训练] 1．(考查洛伦兹力的方向判断)(2015·海南卷)如图，a 是竖直 平面 P 上的一点．P 前有一条形磁铁垂直于 P，且 S 极朝向 a 点， P 后一电子在偏转线圈和条形磁铁的磁场的共同作用下，在水平 面内向右弯曲经过 a 点．在电子经过 a 点的瞬间，条形磁铁的磁 场对该电子的作用力的方向( )
A．向上 B．向下 C．向左 D．向右
[解析] 条形磁铁的磁感线在 a 点垂直 P 向外，电子在条形 磁铁的磁场中向右运动，由左手定则可得电子所受洛伦兹力的方 向向上，A 正确．
[答案] A
2．(考查洛伦兹力的大小计算)如图所示，M、N 和 P 是以 MN 为直径的半圆弧上的三点，O 为半圆弧的圆心，在 O 点存在 垂直纸面向里运动的匀速电子束．∠MOP＝60°，在 M、N 处各 有一长直导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流， 方向如图所示，这时 O 点的电子受到的洛伦兹力大小为 F1.若将 M 处长直导线移至 P 处，则 O 点的电子受到的洛伦兹力大小为 F2.那么 F2 与 F1 之比为( )
8．利用质谱仪可以测得带电粒子的比荷( ) [答案] √ 9．经过回旋加速器加速的带电粒子的最大动能是由 D 形盒 的最大半径、磁感应强度 B、加速电压的大小共同决定的( )
[答案] ×
10．运动电荷进入磁场后(无其他力作用)可能做匀速直线运 动( )
[答案] √ 11．洛伦兹力可以做正功、做负功或不做功( ) [答案] ×
4．粒子在只受到洛伦兹力作用时动能不变( ) [答案] √ 5．带电粒子只要速度大小相同，所受洛伦兹力就相同( ) [答案] × 6．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( ) [答案] ×
7．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( )
[答案] √
2．方向 (1)判定方法 左手定则的主要内容：掌心——磁感线垂直穿入掌心；四指 ——指向 正电荷 运动的方向或 负电荷 运动的反方向； 大拇指——指向 洛伦兹力 的方向．
如图，①表示 正电荷 运动的方向或 负电荷 运动的反方 向，②表示 磁场 的方向，③表示 洛伦兹力 的方向．
(2)方向特点 F⊥B，F⊥v.即 F 垂直于 B，v 决定的 平面． (注意 B 和 v 可以有任意夹角)
[答案] B
当空间存在多个磁场时需要先将各磁场的磁感应强度进行 叠加判断出合场强的大小和方向，然后再根据左手定则判断洛伦 兹力.
要点二 带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动 [要点深化]
解决匀强磁场中匀速圆周运动问题的“三个确定” (1)圆心的确定 ①已知入射点、入射方向和出射点、出射方向时，可通过入 射点和出射点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)．