高考物理总复习 第八章 磁场 第二节 磁场对运动电荷的作用课件 新人教版
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gsin θ，由 x＝12at2 得小球从 A 到 B 的时间是从 C
到 P 的时间的 2倍，选项 D 正确。
[答案] AD
考向2 电场力与磁场力对运动电荷作用的区别 [例2] 在如图8－2－5所示宽度范围内，用场强 为E的匀强电场可使初速度是v0的某种正粒子偏转θ 角，在同样宽度范围内，若改用方向垂直于纸面向外 的匀强磁场(图中未画出)，使该粒子穿过该区域，并 使偏转角也为θ(不计粒子的重力)，问：
(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。
2．洛伦兹力与电场力的比较
对应力 内容 比较项目
洛伦兹力F
电场力F
性质
磁场对在其中运动电 电场对放入其中电荷的
荷的作用力
作用力
产生条件
电场中的电荷一定受到 v≠0且v不与B平行
周运动的周期与速度的大小无关。( √ ) (6)根据周期公式 T＝2πv r得出 T 与 v 成反
比。( × )
2．在阴极射线管中电子流方向由左向右，其上 方置一根通有如图8－2－1所示电流的直导线，导线 与阴极射线管平行，则阴极射线将会
图8－2－1
A．向上偏转 B．向下偏转 C．向纸内偏转 D．向纸外偏转 答案 B
长或圆心角θ和对应时间求解。
[解析] (1)设宽度为 L，当只有电场存在时， 带电粒子做类平抛运动
水平方向上：L＝v0t，竖直方向上：vy＝at＝EmqvL0
tan θ＝vv0y＝EmqvL20
当只有磁场存在时，带电粒子做
匀速圆周运动，半径为 R，如图所示，
由几何关系可知 sin θ＝RL，R＝mqBv0
［自我检测］
1．判断下列说法的正误。 (1)洛伦兹力和安培力是性质完全不同的两种力。 ( ×) (2)粒子在只受到洛伦兹力作用时运动的动能不 变。( √ ) (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。( √ )
(4)带电粒子只要速度大小相同，所受洛伦
兹力就相同。( × ) (5)一个带电粒子，在匀强磁场中做匀速圆
电场力作用
大小
F＝qvB(v⊥B)
F＝qE
力方向与场
正电荷与电场方向相同，
一定是F⊥B，F⊥v
方向的关系
负电荷与电场方向相反
任何情况下都不做 可能做正功、负功，也
做功情况
功
可能不做功
力F为零时场 F为零，B不一定为
的情况
零
F为零，E一定为零
Baidu Nhomakorabea
只改变电荷运动的 既可以改变电荷运动的
作用效果 速 度 方 向 ， 不 改 变 速度大小，也可以改变
第二节 磁场对运动电荷的作用
课前预习·基础落实
［主干回顾］
方向：利用_左__手__定则判断 1．洛伦兹力大小：F＝_q_v_B_
特点：洛伦兹力_不__做_功___ 2．运动性质vv半 期00∥ ⊥径 公BB和 式： ：匀周__匀速____速直__圆__线__周_运_运动动RT＝＝2mqπqBvBm
图8－2－5 (1)匀强磁场的磁感应强度是多大？ (2)粒子穿过电场和磁场的时间之比是多大？
[审题指导 规范流程] 抓关键点：①在电场中运动，粒子的偏转 角为 θ，在磁场中运动，粒子的偏转角也为 θ。 ②电场的宽度与磁场的宽度相同。 找突破口：①粒子在电场中做类平抛运 动，利用运动的合成与分解方法分析。 ②粒子在磁场中做圆周运动，利用圆周运 动的相关规律分析。 ③在电场中的运动时间可由水平方向的 匀速运动求解，在磁场中的运动时间可由圆周
B．两次带电粒子在磁场中运动的路程长度之比 为3∶4
C．两次带电粒子在磁场中所受的洛伦兹力大小 之比为3∶4
D．两次带电粒子在磁场中所受的洛伦兹力大小 之比为4∶3
答案 BC
课堂互动·考点突破
考点一 洛伦兹力和电场力的比较 1．洛伦兹力的特点 (1)洛伦兹力的方向总是垂直于运动电荷速度方 向和磁场方向确定的平面，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。
联立解得
B＝Ecovs0
θ
。
(2)粒子在电场中运动时间
t1＝vL0＝Rsivn0 θ
在磁场中运动时间 t2＝2θπ·T＝2θπ·2πqBm
图8－2－4
A．C 点与 A 点在同一水平线上 B．小球向右或向左滑过 B 点时，对轨道 压力相等 C．小球向上或向下滑过 P 点时，其所受 洛伦兹力相同 D．小球从 A 到 B 的时间是从 C 到 P 时
间的 2倍
[解析] 小球在运动过程中受重力、洛伦兹力和 轨道支持力作用，因洛伦兹力永不做功，支持力始终 与小球运动方向垂直，也不做功，即只有重力做功， 满足机械能守恒，因此 C 点与 A 点等高，在同一水 平线上，选项 A 正确；小球向右或向左滑过 B 点时 速度等大反向，即洛伦兹力等大反向，小球对轨道的 压力不等，选项 B 错误；同理小球向上或向下滑过 P 点时，洛伦兹力也等大反向，选项 C 错误；因洛伦 兹力始终垂直 BC，小球在 AB 段和 BC 段(斜面倾角 均为 θ)的加速度均由重力沿斜面的分力产生，大小为
4π B.3tB
3π D. tB
4． (多选)如图8－2－3所示，质量为m，电荷量 为＋q的带电粒子，以不同的初速度两次从O 点垂直 于磁感线和磁场边界向上射入匀强磁场，在洛伦兹力 作用下分别从M、N两点射出磁场，测得OM∶ON＝ 3∶4，粒子重力不计，则下列说法中正确的是
图8－2－3
A．两次带电粒子在磁场中经历的时间之比为 3∶4
速度大小
电荷运动的方向
考向1 对洛伦兹力的理解 [例1] (多选)如图8－2－4所示，一轨道由两等 长的光滑斜面AB和BC组成，两斜面在B处用一光滑 小圆弧相连接，P是BC的中点，竖直线BD右侧存在 垂直纸面向里的匀强磁场，B处可认为处在磁场中， 一带电小球从A点由静止释放后能沿轨道来回运动， C点为小球在BD右侧运动的最高点，则下列说法正确 的是
3．(2016·南宁模拟)如图8－2－2所示，MN板两 侧都是磁感应强度为B的匀强磁场，方向如图所示， 带电粒子(不计重力)从a位置以垂直B方向的速度v开 始运动，依次通过小孔b、c、d，已知ab＝bc＝cd， 粒子从a运动到d的时间为t，则粒子的比荷为
图8－2－2
π A.tB C.2tπB 答案 D
到 P 的时间的 2倍，选项 D 正确。
[答案] AD
考向2 电场力与磁场力对运动电荷作用的区别 [例2] 在如图8－2－5所示宽度范围内，用场强 为E的匀强电场可使初速度是v0的某种正粒子偏转θ 角，在同样宽度范围内，若改用方向垂直于纸面向外 的匀强磁场(图中未画出)，使该粒子穿过该区域，并 使偏转角也为θ(不计粒子的重力)，问：
(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。
2．洛伦兹力与电场力的比较
对应力 内容 比较项目
洛伦兹力F
电场力F
性质
磁场对在其中运动电 电场对放入其中电荷的
荷的作用力
作用力
产生条件
电场中的电荷一定受到 v≠0且v不与B平行
周运动的周期与速度的大小无关。( √ ) (6)根据周期公式 T＝2πv r得出 T 与 v 成反
比。( × )
2．在阴极射线管中电子流方向由左向右，其上 方置一根通有如图8－2－1所示电流的直导线，导线 与阴极射线管平行，则阴极射线将会
图8－2－1
A．向上偏转 B．向下偏转 C．向纸内偏转 D．向纸外偏转 答案 B
长或圆心角θ和对应时间求解。
[解析] (1)设宽度为 L，当只有电场存在时， 带电粒子做类平抛运动
水平方向上：L＝v0t，竖直方向上：vy＝at＝EmqvL0
tan θ＝vv0y＝EmqvL20
当只有磁场存在时，带电粒子做
匀速圆周运动，半径为 R，如图所示，
由几何关系可知 sin θ＝RL，R＝mqBv0
［自我检测］
1．判断下列说法的正误。 (1)洛伦兹力和安培力是性质完全不同的两种力。 ( ×) (2)粒子在只受到洛伦兹力作用时运动的动能不 变。( √ ) (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。( √ )
(4)带电粒子只要速度大小相同，所受洛伦
兹力就相同。( × ) (5)一个带电粒子，在匀强磁场中做匀速圆
电场力作用
大小
F＝qvB(v⊥B)
F＝qE
力方向与场
正电荷与电场方向相同，
一定是F⊥B，F⊥v
方向的关系
负电荷与电场方向相反
任何情况下都不做 可能做正功、负功，也
做功情况
功
可能不做功
力F为零时场 F为零，B不一定为
的情况
零
F为零，E一定为零
Baidu Nhomakorabea
只改变电荷运动的 既可以改变电荷运动的
作用效果 速 度 方 向 ， 不 改 变 速度大小，也可以改变
第二节 磁场对运动电荷的作用
课前预习·基础落实
［主干回顾］
方向：利用_左__手__定则判断 1．洛伦兹力大小：F＝_q_v_B_
特点：洛伦兹力_不__做_功___ 2．运动性质vv半 期00∥ ⊥径 公BB和 式： ：匀周__匀速____速直__圆__线__周_运_运动动RT＝＝2mqπqBvBm
图8－2－5 (1)匀强磁场的磁感应强度是多大？ (2)粒子穿过电场和磁场的时间之比是多大？
[审题指导 规范流程] 抓关键点：①在电场中运动，粒子的偏转 角为 θ，在磁场中运动，粒子的偏转角也为 θ。 ②电场的宽度与磁场的宽度相同。 找突破口：①粒子在电场中做类平抛运 动，利用运动的合成与分解方法分析。 ②粒子在磁场中做圆周运动，利用圆周运 动的相关规律分析。 ③在电场中的运动时间可由水平方向的 匀速运动求解，在磁场中的运动时间可由圆周
B．两次带电粒子在磁场中运动的路程长度之比 为3∶4
C．两次带电粒子在磁场中所受的洛伦兹力大小 之比为3∶4
D．两次带电粒子在磁场中所受的洛伦兹力大小 之比为4∶3
答案 BC
课堂互动·考点突破
考点一 洛伦兹力和电场力的比较 1．洛伦兹力的特点 (1)洛伦兹力的方向总是垂直于运动电荷速度方 向和磁场方向确定的平面，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。
联立解得
B＝Ecovs0
θ
。
(2)粒子在电场中运动时间
t1＝vL0＝Rsivn0 θ
在磁场中运动时间 t2＝2θπ·T＝2θπ·2πqBm
图8－2－4
A．C 点与 A 点在同一水平线上 B．小球向右或向左滑过 B 点时，对轨道 压力相等 C．小球向上或向下滑过 P 点时，其所受 洛伦兹力相同 D．小球从 A 到 B 的时间是从 C 到 P 时
间的 2倍
[解析] 小球在运动过程中受重力、洛伦兹力和 轨道支持力作用，因洛伦兹力永不做功，支持力始终 与小球运动方向垂直，也不做功，即只有重力做功， 满足机械能守恒，因此 C 点与 A 点等高，在同一水 平线上，选项 A 正确；小球向右或向左滑过 B 点时 速度等大反向，即洛伦兹力等大反向，小球对轨道的 压力不等，选项 B 错误；同理小球向上或向下滑过 P 点时，洛伦兹力也等大反向，选项 C 错误；因洛伦 兹力始终垂直 BC，小球在 AB 段和 BC 段(斜面倾角 均为 θ)的加速度均由重力沿斜面的分力产生，大小为
4π B.3tB
3π D. tB
4． (多选)如图8－2－3所示，质量为m，电荷量 为＋q的带电粒子，以不同的初速度两次从O 点垂直 于磁感线和磁场边界向上射入匀强磁场，在洛伦兹力 作用下分别从M、N两点射出磁场，测得OM∶ON＝ 3∶4，粒子重力不计，则下列说法中正确的是
图8－2－3
A．两次带电粒子在磁场中经历的时间之比为 3∶4
速度大小
电荷运动的方向
考向1 对洛伦兹力的理解 [例1] (多选)如图8－2－4所示，一轨道由两等 长的光滑斜面AB和BC组成，两斜面在B处用一光滑 小圆弧相连接，P是BC的中点，竖直线BD右侧存在 垂直纸面向里的匀强磁场，B处可认为处在磁场中， 一带电小球从A点由静止释放后能沿轨道来回运动， C点为小球在BD右侧运动的最高点，则下列说法正确 的是
3．(2016·南宁模拟)如图8－2－2所示，MN板两 侧都是磁感应强度为B的匀强磁场，方向如图所示， 带电粒子(不计重力)从a位置以垂直B方向的速度v开 始运动，依次通过小孔b、c、d，已知ab＝bc＝cd， 粒子从a运动到d的时间为t，则粒子的比荷为
图8－2－2
π A.tB C.2tπB 答案 D