第2讲 磁场对运动电荷的作用 课件
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物理人教版选择性必修第二册1.2磁场对运动电荷的作用力共20张ppt
电荷的作用力
电导线的作用力
电荷的作用
产生 电 荷 在 磁 场 中 运 动 ， 通电导线不平行放入 只要电场中有电荷，
电荷就一定受电场力
条件 运 动 方 向 与 磁 场 不 平 磁场中
行
方向 垂直与于v,B所在平面，垂直于B,I所在平面， 正（负）电荷受力与
左手定则判断
大小
F=qvBLeabharlann inθ做功情况一定不做功
轴正方向，那么电子运动方向可能是(
D)
A．沿轴正方向进入磁场
B．沿轴负方向进入磁场
C．在平面内，沿任何方向进入
D．在平面内，沿某一方向进入
课堂小练
4.如图所示，某空间匀强电场竖直向下，匀强磁场垂直纸面向里，一金
属棒从高处自由下落，则(B
A．端先着地
)
B．端先着地
S
入的离子在洛伦兹力的作用下向、两板聚
集，使两板间形成电场，直至进入、之间
粒子的电场力大到后面的微粒不再聚集到板上，
因此间会形成稳定的电压，进而连接电路
可进行供电。
稳定时的电压大小为U=Bdv(d:板间距；v:离子的速率)
课堂小练
1.在赤道平面上无风的时候，雨滴是竖直下落的。若雨滴带负电，则它
C．两端同时着地
D．以上说法均不正确
【解析】棒中自由电子随棒一起下落，有向下速度，并受到向左的
洛伦兹力，故自由电子往左端集中，因此A端带负电，端带正电。
端受到向上静电力，端受到向下静电力，端先着地。
小结
安培力与洛伦兹力
安培力是洛伦兹力的宏观体现
洛伦兹力是安培力的微观描述
洛伦兹力
N
电导线的作用力
电荷的作用
产生 电 荷 在 磁 场 中 运 动 ， 通电导线不平行放入 只要电场中有电荷，
电荷就一定受电场力
条件 运 动 方 向 与 磁 场 不 平 磁场中
行
方向 垂直与于v,B所在平面，垂直于B,I所在平面， 正（负）电荷受力与
左手定则判断
大小
F=qvBLeabharlann inθ做功情况一定不做功
轴正方向，那么电子运动方向可能是(
D)
A．沿轴正方向进入磁场
B．沿轴负方向进入磁场
C．在平面内，沿任何方向进入
D．在平面内，沿某一方向进入
课堂小练
4.如图所示，某空间匀强电场竖直向下，匀强磁场垂直纸面向里，一金
属棒从高处自由下落，则(B
A．端先着地
)
B．端先着地
S
入的离子在洛伦兹力的作用下向、两板聚
集，使两板间形成电场，直至进入、之间
粒子的电场力大到后面的微粒不再聚集到板上，
因此间会形成稳定的电压，进而连接电路
可进行供电。
稳定时的电压大小为U=Bdv(d:板间距；v:离子的速率)
课堂小练
1.在赤道平面上无风的时候，雨滴是竖直下落的。若雨滴带负电，则它
C．两端同时着地
D．以上说法均不正确
【解析】棒中自由电子随棒一起下落，有向下速度，并受到向左的
洛伦兹力，故自由电子往左端集中，因此A端带负电，端带正电。
端受到向上静电力，端受到向下静电力，端先着地。
小结
安培力与洛伦兹力
安培力是洛伦兹力的宏观体现
洛伦兹力是安培力的微观描述
洛伦兹力
N
第1章 2 《磁场对运动电荷的作用力》课件ppt
知识归纳
1.带电粒子在匀强磁场中无约束情况下做直线运动的两种情景
(1)速度方向与磁场平行,不受洛伦兹力作用,可做匀速直线运动也可在其
他力作用下做变速直线运动。
(2)速度方向与磁场不平行,且除洛伦兹力外的各力均为恒力,若轨迹为直
线则必做匀速直线运动。带电粒子所受洛伦兹力也为恒力。
2.洛伦兹力考查角度多,因而涉及洛伦兹力的题目往往较为综合,解题时可
质子受到的洛伦兹力F=Bqv=4.8×10-17 N。
答案 4.8×10-17 N
探究三
带电粒子(物体)在磁场中的运动
情境探究
在两平行金属板间,有如图所示的互相正交的匀强电场和匀强磁场。α粒
子(带正电)以速度v0从两极板的正中央垂直于电场方向和磁场方向射入,
恰好能沿直线匀速通过。忽略重力,则:
(1)若质子(带正电)以速度v0从两极板的正中央垂直于电场方向和磁场方向
培力可以对导体棒做功,选项C错误;若运动电荷的运动方向与磁场方向平
行,则不受洛伦兹力作用,选项D错误。
答案 A
课堂篇 探究学习
探究一
洛伦兹力的方向
情境探究
如图所示,用阴极射线管研究磁场对运动电荷的作用,不同方向的磁场对电
子束径迹有不同的影响。电荷偏转方向与磁场方向、电子运动方向的关
系满足怎样的规律?
(1)电荷运动方向和磁场方向间没有因果关系,B与v不一定垂直,两者关系
是不确定的。(2)电荷运动方向和磁场方向确定洛伦兹力方向。
(3)F⊥B,F⊥v,即F垂直于B和v所决定的平面。
洛伦兹力与粒子运动方向、磁感应强度方向的关系
3.洛伦兹力的特点
(1)洛伦兹力的方向随电荷运动方向的变化而变化。但无论怎样变化,洛伦
磁场对运动电荷的作用课件
(1)基本公式
mv2
①向心力公式：Bqv＝ R 。
mv ②轨道半径公式：R＝ Bq 。
③周期、频率和角速度公式：
T＝2πvR＝2qπBm，
f＝T1＝
qB 2πm
，
qB ω＝2Tπ＝2πf＝ m 。
④动能公式：Ek＝21mv2＝B2qmR2。
(2)T、f 和 ω 的特点 T、f 和 ω 的大小与轨道半径 R 和运行速率 v 无关 磁感应强度 和粒子的 比荷 有关。
A．洛伦兹力对带电粒子做功 B．洛伦兹力不改变带电粒子的动能 C．洛伦兹力的大小与速度无关 D．洛伦兹力不改变带电粒子的速度方向
解析 根据洛伦兹力的特点，洛伦兹力对带电粒子不做功，A 项错，B 项对；根据 F＝qvB 可知，大小与速度有关。洛伦兹力的效果就是改变物 体的运动方向，不改变速度的大小。
答案 B
解析 运用左手定则时，“四指指向”应沿电荷定向移动形成的等效 电流方向，而不一定沿电荷定向运动方向，因为负电荷定向移动形成电流 的方向与其运动方向反向，通过左手定则所确定的洛伦兹力与磁场之间的 关系可知：两者方向相互垂直，而不是相互平行。
答案 BD
2．(洛伦兹力大小)带电粒子垂直匀强磁场方向运动时，会受到洛伦兹 力的作用。下列表述正确的是( )
微知识 1 洛伦兹力
1．定义 运动 电荷 在磁场中所受的力。
2．大小 (1)v∥B 时，F＝ 0 。 (2)v⊥B 时，F＝ Bqv 。 (3)v 与 B 夹角为 θ 时，F＝ Bqvsinθ 。
3．方向 F、v、B 三者的关系满足 左手 定则。 4．特点 由于 F 始终与 v 的方向 垂直 ，故洛伦兹力永不做功。
3．(带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动)质量和电量都相等的带电 粒子 M 和 N，以不同的速率经小孔 S 垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹 如图中虚线所示，下列表述正确的是( )
磁场对运动电荷的作用力 课件
(2)尽管安培力是自由电荷定向移动时受到的洛伦兹力 的宏观表现，但也不能认为安培力就简单地等于所有定向移 动电荷所受洛伦兹力的和，一般只有当导体静止时才能这样 认为；
(3)洛伦兹力恒不做功，但安培力却可以做功．
可见安培力与洛伦兹力既有紧密相关、不可分割的必然 联系，也有显著的区别．
3．洛伦兹力与电场力的比较
2．在研究电荷的运动方向与磁场方向垂直的情况时， 由左手定则可知，洛伦兹力的方向既与磁场方向垂直，又与 电荷的运动方向垂直，即洛伦兹力垂直于v和B两者所决定的 平面．
3．由于洛伦兹力的方向总是跟运动电荷的速度方向垂 直，所以洛伦兹力对运动电荷不做功，洛伦兹力只能改变电 荷速度的方向，不能改变速度的大小．
图3－5－2
有 Q＝nqL＝nq·vt，I＝Qt ，F 安＝BIL，故 F 安＝BQt L＝Bnqtvt·L＝Bqv·nL，洛伦兹力 F＝F 安/nL，故 F＝qvB.
上式为电荷垂直磁场方向运动时，电荷受到的洛伦 兹力．
2．洛伦兹力和安培力的区别与联系
(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．带电粒子在复合场中运动的分析方法和思路 (1)正确进行受力分析，除重力、弹力、摩擦力外要特 别注意电场力和洛伦兹力的分析．
(2)确定带电粒子的运动状态，注意运动情况和受力情 况的结合．
(3)灵活选择不同的运动规律 ①当带电粒子在复合场中做匀速直线运动时，粒子受 力必然平衡，由平衡条件列方程求解．
磁场对运动电荷的作用力
一、洛伦兹力
1．演示实验：电子射线管发出的电子束，如图甲中的径迹是
乙中一电条子直束线的径．迹把向电下子射发线生管了放偏在转蹄，形若磁调铁换的磁磁铁场南中北，极如的图位3置－，5－则1 电子束的径迹会向上偏转．
(3)洛伦兹力恒不做功，但安培力却可以做功．
可见安培力与洛伦兹力既有紧密相关、不可分割的必然 联系，也有显著的区别．
3．洛伦兹力与电场力的比较
2．在研究电荷的运动方向与磁场方向垂直的情况时， 由左手定则可知，洛伦兹力的方向既与磁场方向垂直，又与 电荷的运动方向垂直，即洛伦兹力垂直于v和B两者所决定的 平面．
3．由于洛伦兹力的方向总是跟运动电荷的速度方向垂 直，所以洛伦兹力对运动电荷不做功，洛伦兹力只能改变电 荷速度的方向，不能改变速度的大小．
图3－5－2
有 Q＝nqL＝nq·vt，I＝Qt ，F 安＝BIL，故 F 安＝BQt L＝Bnqtvt·L＝Bqv·nL，洛伦兹力 F＝F 安/nL，故 F＝qvB.
上式为电荷垂直磁场方向运动时，电荷受到的洛伦 兹力．
2．洛伦兹力和安培力的区别与联系
(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．带电粒子在复合场中运动的分析方法和思路 (1)正确进行受力分析，除重力、弹力、摩擦力外要特 别注意电场力和洛伦兹力的分析．
(2)确定带电粒子的运动状态，注意运动情况和受力情 况的结合．
(3)灵活选择不同的运动规律 ①当带电粒子在复合场中做匀速直线运动时，粒子受 力必然平衡，由平衡条件列方程求解．
磁场对运动电荷的作用力
一、洛伦兹力
1．演示实验：电子射线管发出的电子束，如图甲中的径迹是
乙中一电条子直束线的径．迹把向电下子射发线生管了放偏在转蹄，形若磁调铁换的磁磁铁场南中北，极如的图位3置－，5－则1 电子束的径迹会向上偏转．
人教版高二物理 选择性必修 第二册 第一章 第二节 磁场对运动电荷的作用力(共22张PPT)
最尊贵的人”。
一、复习 优质课件优秀课件课件公开课免费课件下载免费ppt下载人教版（2019）高二物理 选择性必修 第二册 第一章 第二节 磁场对运动电荷的作用力(共22张PPT)
1、运用左手定则判断安培力的方向
FI
I F
2、磁场对电流有力的作用，电流是怎样形成的 呢？ ３、既然磁场对电流有力的作用，电流是由电 荷的定向移动形成的，那么我们是否可以想到 磁场对运动电荷也有作用力呢？
－
.v f. . .
－
v
.
f. 安培. 力是. 洛伦兹
F安力的宏观表现
三、洛伦兹力的方向、左手定则 优质课件优秀课件课件公开课免费课件下载免费ppt下载人教版（2019）高二物理 选择性必修 第二册 第一章 第二节 磁场对运动电荷的作用力(共22张PPT)
f
v
1、 伸开左手，使大拇指和其余四 指垂直且处于同一平面内，把手放 入磁场中，让磁感线垂直穿过手心， 若四指指向正电荷运动的方向，那 么拇指所指的方向就使正电荷所受 洛伦兹力的方向
三、洛伦兹力的方向－－－左手定则
试判断下图中的带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向
B
f
v
v
v
f
垂直纸面向外
1、可见：以相同速度进入同一磁场的正负电荷受到的洛伦兹 力方向相反。
2、安培力方向由左手定则判断。我们知道安培力的方向既垂 直于磁场方向，又垂直于电流方向，同样也用左手定则判断洛 伦兹力f的方向也既垂直于磁场B的方向又垂直于电荷运动速度 v的方向
第二节 优质课件优秀课件课件公开课免费课件下载免费ppt下载人教版（2019）高二物理 选择性必修 第二册 第一章 第二节 磁场对运动电荷的作用力(共22张PPT)
2025届高三物理一轮复习磁场对运动电荷的作用(53张PPT)
答案 AB
考向4 运动的周期性形成多解带电粒子在两个相邻磁场或电场、磁场相邻的空间内形成周期性的运动而形成多解。
【典例11】 (多选)(2022·湖北卷)在如图所示的平面内,分界线SP将宽度为L的矩形区域分成两部分,一部分充满方向垂直于纸面向外的匀强磁场,另一部分充满方向垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小均为B,SP与磁场左右边界垂直。离子源从S处射入速度大小不同的正离子,
解析 电子在磁场中都做匀速圆周运动,根据题意画出电子的运动轨迹,如图所示,电子1垂直射进磁场,从b点离开,则运动了半个圆周,ab即为直径,c点为圆心,电子2以相同速率垂直磁场方向射入磁场,经t2时间从a、b
答案 A
考向2 带电粒子在平行边界磁场中的运动平行边界(存在临界条件,如图所示)。
【典例4】 如图所示,匀强磁场的磁感应强度为B,宽度为d,边界为CD和EF。一电子从CD边界外侧以速率v0垂直射入匀强磁场,入射方向与CD边界间夹角为θ。已知电子的质量为m,电荷量为e,为使电子能从磁场的另一侧EF射出,求:(1)电子的速率v0至少多大?(2)若θ角可取任意值,v0的最小值是多少?
答案 C
1.洛伦兹力的特点:洛伦兹力不改变带电粒子速度的_______,只改变带电粒子速度的方向。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_____________。(2)若v0⊥B,则带电粒子在匀强磁场中做_____________。
考点2 带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动
平面
0
qvB
(1)带电粒子在磁场中的速度不为零,一定受到洛伦兹力作用( )(2)洛伦兹力对运动电荷不做功( )(3)同一带电粒子在A处受到的洛伦兹力大于在B处受到的洛伦兹力,则A处的磁场一定大于B处的磁场( )
磁场对运动电荷的作用(优秀)PPT课件
[观看] 洛伦兹力演示仪
2020/1/2
22
思考与讨论：
带电粒子在磁 场中运动时，洛 伦兹力对带电粒 子是否做功？
2020/1/2
23
3.特点：
① F洛⊥B, F洛⊥V(垂直于v和B所
决定的平面)
② 洛伦兹力对电荷不做功
2020/1/2
24
[例1] 一个电子的速率V=3×106 m/s，垂直射入B=0.1T的匀强磁 场中，它所受的洛伦兹力为多大？ （e=1.6×10-19 C）
洛伦兹认为一切物质分子都含有电子，阴极
射线的粒子就是电子。把以太与物质的相互作
用归结为以太与电子的相互作用。这一理论成
功地解释了塞曼效应，与塞曼一起获1902年
诺贝尔物理学奖。
洛伦兹于1928年2月4日在荷兰的哈勃姆去
世，终年75岁。为了悼念这位荷兰近代文化的
巨人，举行葬礼的那天，荷兰全国的电信、电
2020/1/2
26
请各位观看科普视频
2020/1/2
27
☆小结
1、定义：磁场对运动电荷的作用力.施力 物体：磁场；受力物体：运动电荷.
2、产生条件：电荷在磁场中运动，且 V
洛 与 B不平行. 伦 3、方向判定：左手定则. F⊥B, F⊥V (F 兹 垂直于v和B所决定的平面) 力 4、大小（公式）：F = qvB (只适用于
上的物质受到电子的撞击
时能够发光,显示出电子束
的运动轨迹。
9
[实验现象] 当电子射线管的周围 不存在磁场时，电子的运动轨迹 是直线。
当电子射线管的周围存在磁 场时，电子的运动轨迹是曲线。 [实验结论] 运动电荷确实受到了 磁场的作用力，这个力通常叫做 洛伦兹力。
磁场对运动电荷的作用课件
作用，则v2∶v1 为 A. 3∶2
B. 2∶1
√C. 3∶1
D.3∶ 2
图10
变式4 (全国卷Ⅱ·18)一圆筒处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁
场方向与筒的轴平行，筒的横截面如图11所示.图中直径MN的两端分别开
有小孔，筒绕其中心轴以角速度ω顺时针转动.在该截面内，一带电粒子
从小孔M射入筒内，射入时的运动方向与MN成30°角.当筒转过90°时，
图9
例4 (全国卷Ⅱ·18)如图10，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，在纸面内沿不同的方向射入磁场，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；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，不计重力及带电粒子之间的相互
环以初速度v0向右运动直至处于平衡状态，则圆环克服摩擦力做的功可 能为
√A.0
√B.12mv02
m3g2 C.2q2B2
√D.12m(v02－mq22Bg22) 图2
变式1 (2018·河南郑州模拟)在赤道处，将一小球向东水平抛出，落地点 为a；给小球带上电荷后，仍从同一位置以原来的速度水平抛出，考虑地 磁场的影响，不计空气阻力，下列说法正确的是 A.无论小球带何种电荷，小球仍会落在a点 B.无论小球带何种电荷，小球下落时间都会延长 C.若小球带负电荷，小球会落在更远的b点
场.不计重力.粒子离开磁场的出射点到两平面交线O的距离为
mv A.2qB
3mv B. qB
2mv C. qB
√D.4qmBv
图5
变式3 如图6所示，在足够大的屏MN的上方有磁感应强度为B的匀强磁
磁场对运动电荷的作用力ppt课件
连接到高压电两极时，阴极会发射
电子。电子在电场的加速下飞向阳极。
1、没有磁场时，观察电子束如何偏转
2、如果在电子束的路径上施加磁场，
电子束的径迹是否会发生弯曲？如果
改变磁场方向呢？
教学分析
Teaching Analysis
视频：观察电子束在磁场中的偏转
教学分析
Teaching Analysis
从图中可以看出，没有磁场时电子束打在荧光屏正中的O点。
为使电子束偏转，由安装在管颈的偏转线圈产生偏转磁场。
教学分析
Teaching Analysis
1.要使电子束在水平方向偏离中心，打在荧光屏
上的A点，偏转磁场应该沿什么方向？
垂直纸面向外
2.要使电子束打在B点，磁场应该沿什么方
向？
垂直纸面向里
3.要使电子束打在荧光屏上的位置由B点逐
电子束在磁场中的偏转
教学分析
Teaching Analysis
现象：
1.在电子束的路径上施加磁场，电子束的径迹会发生弯曲
2.改变磁场方向，电子束会向相反方向弯曲
实验表明：电子束受到磁场的力的作用，径迹发生了弯曲。
运动电荷在磁场中受到的力称为洛伦兹力(Lorentz force)。通电
导线在磁场中受到的安培力，实际是洛伦兹力 的宏观表现。
直。具有不同水平速度的带电粒子射入后发生偏转的情况不
同。这种装置能把具有某一特定速度的粒子选择出来，所以
叫作速度选择器。
教学分析
Teaching Analysis
1.试证明带电粒子具有速度 v ＝ E/B 时，才能沿着图示虚
线路径通过这个速度选择器.
2.带电粒子具有速度 v ＝ E/B 时，右端水平进入磁
电子。电子在电场的加速下飞向阳极。
1、没有磁场时，观察电子束如何偏转
2、如果在电子束的路径上施加磁场，
电子束的径迹是否会发生弯曲？如果
改变磁场方向呢？
教学分析
Teaching Analysis
视频：观察电子束在磁场中的偏转
教学分析
Teaching Analysis
从图中可以看出，没有磁场时电子束打在荧光屏正中的O点。
为使电子束偏转，由安装在管颈的偏转线圈产生偏转磁场。
教学分析
Teaching Analysis
1.要使电子束在水平方向偏离中心，打在荧光屏
上的A点，偏转磁场应该沿什么方向？
垂直纸面向外
2.要使电子束打在B点，磁场应该沿什么方
向？
垂直纸面向里
3.要使电子束打在荧光屏上的位置由B点逐
电子束在磁场中的偏转
教学分析
Teaching Analysis
现象：
1.在电子束的路径上施加磁场，电子束的径迹会发生弯曲
2.改变磁场方向，电子束会向相反方向弯曲
实验表明：电子束受到磁场的力的作用，径迹发生了弯曲。
运动电荷在磁场中受到的力称为洛伦兹力(Lorentz force)。通电
导线在磁场中受到的安培力，实际是洛伦兹力 的宏观表现。
直。具有不同水平速度的带电粒子射入后发生偏转的情况不
同。这种装置能把具有某一特定速度的粒子选择出来，所以
叫作速度选择器。
教学分析
Teaching Analysis
1.试证明带电粒子具有速度 v ＝ E/B 时，才能沿着图示虚
线路径通过这个速度选择器.
2.带电粒子具有速度 v ＝ E/B 时，右端水平进入磁
磁场对运动电荷的作用ppt课件
感应强度的 2 倍，一带电粒子在区域Ⅰ左侧边界处以垂直边 2r
界的速度进入区域Ⅰ，发现粒子离开区域Ⅰ时速度方向改变
了 30°，然后进入区域Ⅱ，测得粒子在区域Ⅱ内的运动时间 与区域Ⅰ内的运动时间相等，则下列说法正确的是( ) A．粒子在区域Ⅰ和区域Ⅱ中的速率之比为 1∶1 B．粒子在区域Ⅰ和区域Ⅱ中的角速度之比为 2∶1 C．粒子在区域Ⅰ和区域Ⅱ中的圆心角之比为 1∶2
必在过入射点垂直于入射速度方向的直 D 线 EF 上，由于粒子射入、射出磁场时运
动方向间的夹角为 60°，故圆弧 ENM 对应 圆心角为 60°，所以△EMO2 为等边三角形。
质量为 m 的粒子沿平行于直
径 ab 的方向射入磁场区域，射入点与 ab 的距离为R2， 已知粒子射出磁场与射入磁场时运动方向间的夹角
考点二 带电粒子在匀强磁场中 的运动
[考法拓展 1]此【例】中，带电粒子在圆柱形匀强磁场区域中的
运行时间为( )
A.6πqmB
B.3πqmB
C.23πqmB
D.πqmB
解析：由 T＝2qπBm，t＝2θπ·T 可得：t＝3πqmB，故选项 B 正确。
答案：B
考点二 带电粒子在匀强磁场中 的运动
[考法拓展 2]此【例】中，若带电粒子对准圆心沿直径 ab 的方向
3、一个时代的精神，是青年代表的精神;一个时代的性格，是青春代表的性格。——马克思
2．半径的计算方法 1. 行动是成功的阶梯，行动越多，登得越高。
77、保持友谊的最好办法就是任何事情也不假手于他，同时也不借钱给他。——鲁迅
13.得进一寸进一寸，得进一尺进一尺，不断积累，飞跃必来，突破随之。
2、汉族以外的其他民族被称为少数民族.
边界上的 a 点垂直 MN
2022-2023年人教版(2019)新教材高中物理选择性必修2 第1章第2节磁场对运(第二课)课件
库仑定律 （第一课时）
洛伦兹力的方向
与粒子的运动方向
垂直，当带电粒子
在磁场中运动时，
因受洛伦兹力的作
用，就会发生偏转；
二、磁场对运动电荷的作用力
1 电子束的磁偏转
显像管电视机就利用
了电子束磁偏转原理。
二、磁场对运动电荷的作用力
1 电子束的磁偏转
（二）显像管中的偏
转磁场与电子束的偏转
没有磁场时，电子束
行扫描一遍叫作一场，电视机
中的显像管每秒要进行50场扫
描，所以，我们感觉整个荧光
屏都在发光。
二、磁场对运动电荷的作用力
2
电子束的磁偏转小结
①利用磁场可使电子束发生偏转；
②利用一定规律变化的磁场可使电子束完成扫描；
③利用相互垂直的一定规律变化的磁场可使电子束完成全屏扫描；
④因人眼的视觉暂留，电子束的扫描点亮全屏。
二、磁场对运动电荷的作用力
1 电子束的磁偏转
（1）要使电子束所打击的亮
点偏离中心，打在荧光屏上的A
点，偏转磁场应沿什么方向？
二、磁场对运动电荷的作用力
1
电子束的磁偏转
（2） 当电子束打在
荧光屏上的亮点由B向A
移动，需要什么样的偏
转磁场？
二、磁场对运动电荷的作用力
1
电子束的磁偏转
（3）若要使亮点既
2
U= =100V
磁流体发电机正常工作后，考查磁流体粒子 =
磁流体定向运动的速度 = = 100m/s
二、磁场对运动电荷的作用力
4
例题
下图所示的平行板器件中，电场强度E和磁感应强度B相互垂直。具有
不同水平速度的带电粒子射入后发生偏转的情况不同。这种装置能把具
洛伦兹力的方向
与粒子的运动方向
垂直，当带电粒子
在磁场中运动时，
因受洛伦兹力的作
用，就会发生偏转；
二、磁场对运动电荷的作用力
1 电子束的磁偏转
显像管电视机就利用
了电子束磁偏转原理。
二、磁场对运动电荷的作用力
1 电子束的磁偏转
（二）显像管中的偏
转磁场与电子束的偏转
没有磁场时，电子束
行扫描一遍叫作一场，电视机
中的显像管每秒要进行50场扫
描，所以，我们感觉整个荧光
屏都在发光。
二、磁场对运动电荷的作用力
2
电子束的磁偏转小结
①利用磁场可使电子束发生偏转；
②利用一定规律变化的磁场可使电子束完成扫描；
③利用相互垂直的一定规律变化的磁场可使电子束完成全屏扫描；
④因人眼的视觉暂留，电子束的扫描点亮全屏。
二、磁场对运动电荷的作用力
1 电子束的磁偏转
（1）要使电子束所打击的亮
点偏离中心，打在荧光屏上的A
点，偏转磁场应沿什么方向？
二、磁场对运动电荷的作用力
1
电子束的磁偏转
（2） 当电子束打在
荧光屏上的亮点由B向A
移动，需要什么样的偏
转磁场？
二、磁场对运动电荷的作用力
1
电子束的磁偏转
（3）若要使亮点既
2
U= =100V
磁流体发电机正常工作后，考查磁流体粒子 =
磁流体定向运动的速度 = = 100m/s
二、磁场对运动电荷的作用力
4
例题
下图所示的平行板器件中，电场强度E和磁感应强度B相互垂直。具有
不同水平速度的带电粒子射入后发生偏转的情况不同。这种装置能把具
磁场对运动电荷的作用洛伦兹力分解课件
洛伦兹力在磁场束缚中的应用
等离子体束缚
在核聚变等离子体实验中，洛伦兹力可以用于束缚等离子体，使其 保持稳定并防止热失控。
磁场重联
在磁场重联过程中，洛伦兹力起着关键作用，它决定了磁场的演变 过程和能量释放机制。
电流驱动
洛伦兹力在产生电流驱动方面具有重要应用，例如在空间科学实验中 ，可以利用洛伦兹力驱动电流，以研究地球磁场的动态变化。
洛伦兹力的方向
根据左手定则，可以判 断洛伦兹力的方向。
洛伦兹力实验的装置和操作步骤
装置：磁场装置、粒子源、粒子速度控 制装置、粒子轨迹显示装置等。
3. 分析实验数据，得出结论。
2. 视察粒子轨迹的变化，记录不同速度 下粒子的轨迹。
操作步骤
1. 将粒子源置于磁场中，调整粒子速度 控制装置，使粒子以不同的速度在磁场 中运动。
洛伦兹力的大小和方向
大小
洛伦兹力的大小与带电粒子的电荷量 、速度和磁感应强度成正比，与夹角 的正弦值成正比。
方向
洛伦兹力的方向由左手定则确定，即 伸开左手，让磁感应线穿过掌心，四 指指向带电粒子的运动方向，大拇指 所指方向即为洛伦兹力的方向。
洛伦兹力的重要意义
洛伦兹力是研究带电粒子在磁场中运动的重要工具，对于理解电磁场的基本性质和 带电粒子的运动规律具有重要意义。
公式表示
角速度 = 洛伦兹力 / (转动惯量)，其中洛伦兹力是磁场对运动电荷的作 用力，转动惯量是电荷旋转运动的惯性。
03 洛伦兹力的分解
洛伦兹力在直角坐标系中的分解
洛伦兹力在直角坐标系中的分解是理解其作用机制的基础，通过分解可以更好地 理解洛伦兹力对运动电荷的作用。
在直角坐标系中，洛伦兹力可以分解为三个分量，分别是$F_{x}$、$F_{y}$和 $F_{z}$，分别表示在x、y和z方向上的作用力。每个分量的表达式和物理意义都 不同，但它们共同作用在运动电荷上，产生洛伦兹力的效果。
磁场对运动电荷的作用力高中物理课件
第2节 磁场对运动电荷的作用力第一章人教版 高中选择性必修第二册新课导入磁场对通电导线有作用力，电流是如何形成的，你有什么启发？磁场可能对运动电荷有力的作用。
洛伦兹力大小和方向有什么规律？安培力洛仑兹力磁场对电流的作用磁场对运动电荷的作用因果微观原因宏观表现磁场对运动电荷的作用力称为洛伦兹力。
PART 01洛伦兹力的方向猜想：磁场对电流的作用力实质是磁场对运动电荷的作用力，洛伦兹力的方向可以用左手定则判定。
如何用实验验证这一猜想？实验现象：实验表明：洛伦兹力的方向可以用左手定则判定。
力的方向。
F 既与B 垂直又与v 垂直，即垂直于B 和v 所确定的平面，但B 与v 不一定垂直。
v 1v 2++洛伦兹力对物体的运动能起到什么作用？洛伦兹力对电荷不做功,只改变粒子速度的方向，不改变粒子速度的大小。
洛伦兹力与安培力有哪些联系和区别？答案 (1)联系：安培力是通电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，而洛伦兹力是安培力的微观本质。
(2)区别：洛伦兹力始终垂直于速度方向，只改变速度的方向，不改变速度的大小，对带电粒子不做功。
但安培力却可以对导体做功。
辨析(1)运动电荷在磁场中不一定受洛伦兹力。
( )(2)用左手定则判断洛伦兹力方向时“四指的指向”与电荷运动方向相同。
( )(3)运动电荷在某处不受洛伦兹力的作用，则该处的磁感应强度一定为零。
( )√××(多选)(2023·河南周口高二开学考试)下列图中关于各带电粒子所受洛伦兹力的方向或带电粒子电性的判断正确的是例1√√PART 02洛伦兹力的大小伦兹力的大小吗？- - - - - - - - - - - -你能根据洛伦兹力与安培力关系，尝试推导速度垂直入射磁场时受到的洛伦兹力的大小吗？I=nqsvN=nLs每个自由电荷所受的洛伦兹力大小 ：qvB nSLLnqvS B N F F ===)(安洛F=BILIF 安F 洛安培力洛伦兹力F 安=N·F 洛若此电子不垂直射入磁场，电子受到的洛伦兹力又如何呢 ？vB 11B ┴sin F qvB qvB θ⊥==洛vv v 11┴sin F qv B qvB θ⊥==洛01F ＝qvB sin θ，θ为电荷运动的方向与磁感应强度方向的夹角：①当θ＝90°时，v ⊥B ，sin θ＝1，F ＝qvB ，即运动方向与磁场垂直时，洛伦兹力最大。
磁场对运动电荷的作用 课件
显像管的工作原理 【例3】说明电视机显像管偏转线圈作用的示意图如图所示。 当线圈中通过图示方向的电流时,一束沿中心轴线O自纸内射向纸 外的电子流,将( ) A.向左偏转 B.向右偏转 C.向上偏转 D.向下偏转 解析:根据安培定则,可判断出两侧通电螺线管的N极均在下方。 在O点,磁感线的方向为竖直向上,再由左手定则判断出电子受到向 右的洛伦兹力,故电子流向右偏转,选项B正确。 答案:B
三、带电粒子仅在洛伦兹力作用下的运动 1.运动性质 带电粒子以一定的速度v进入磁感应强度为B的匀强磁场中(不考 虑其他力的作用)。 (1)当v与B方向相同或相反时,洛伦兹力为零,所以带电粒子做匀 速直线运动。 (2)当v与B方向垂直时,洛伦兹力与速度方向垂直,只改变速度方 向,不改变速度大小,所以带电粒子做匀速圆周运动。 2.应用——显像管的工作原理 (1)电子束磁偏转原理:借助磁场的作用,使电子束(或其他的运动 电荷)改变运动方向的现象,称为磁偏转。
3.洛伦兹力对运动电荷永不做功,而安培力对运动导体却可以做 功。由于洛伦兹力F始终垂直于电荷的运动速度v的方向,不论电荷 做什么性质的运动,也不论电荷是什么样的运动轨迹,F只可能改变 v的方向,并不改变v的大小,所以洛伦兹力对运动电荷不做功。通电 导体在磁场中运动时,电荷相对磁场的运动方向是电荷在导体中的 定向运动速度u与导体宏观运动速度v的合速度v合的方向,因此电荷 所受洛伦兹力的方向也不垂直于导体,洛伦兹力垂直于导体方向的 分力F洛1做正功,而沿导体方向的分力F洛2做负功, 总功仍为0,如图所示。导体中所有运动电荷受到 的洛伦兹力,在垂直于导体方向的分力就是安培 力,所以安培力对运动导体可以做功。
提示:应用左手定则,若打在A点应该垂直纸面向外;若打在B点,应 该垂直纸面向里。
高考一轮复习：8.2《磁场对运动电荷的作用》ppt课件
本题只C.有不选带项电A 正确。
关闭
A D.可能带正电,也可能带负电
考点一
考点二
考点三
解析 答案
第八章
第二节 磁场对运动电荷的作用
-1144-
考点二 涉及洛伦兹力的一般力学问题
涉及洛伦兹力的一般力学问题(尤其是带电粒子在有束缚条件的环境 下的运动问题)一般受力复杂、运动过程多变,在高考试题中通常以选择或 计算题形式呈现,能较好地考查学生的综合分析能力。对于带电粒子在复合 场中有约束情况下的运动,要具体问题具体分析,切忌出现想当然的低级错 误。
8
基础自测
1234
4.(2014·浙江温州联考)匀强磁场中的一个带电粒子,仅在磁场力作用下做 匀速圆周运动。将该粒子的运动等效为环形电流,那么此电流值( )
A.与粒子电荷量成正比 B.与粒子速率成正比 C.与粒子质量成正比 D.与磁感应强度成正比
关闭
D 答案
第二节 磁场对运动电荷的作用 第八章
9-9-
(5)带电粒子在匀强磁场中完成一段圆弧所引起的偏向角是该段圆弧所对
应的圆心角的 2 倍。( )
关闭
(6)由(于1)×安培带力电能粒对子导在磁体场做中功,当,所v以≠0洛且伦v兹与力B也不能平对行运时才动受电洛荷伦做兹功力。作(用。 )
(2)× 只有带电粒子的运动方向与磁场方向垂直时才可能做圆周运动。
-1133-
拓展训练 1(单选)如图为云室中某粒子穿过铅板 P 前
后的运动轨迹,室中匀强磁场的方向与轨迹所在平面垂直(图中垂直于纸面 向里),由此可知此粒子( )
关闭
带 半电 径粒 应AB..子 变一一穿 小定定过,由带带铅题正负板图电电有可能知量带损电失粒,其 子速 应度 从减 下小 往上,由运R动=������。���������������再���可由知左,带手电定粒则子判做定圆粒周子运带动正的电,
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习 • 物理
微考点·悟方法
学生用书P147
2019高考一轮总复习 • 物理
微考点 1 洛伦兹力的特点及应用 核|心|微|讲
1．洛伦兹力方向的特点 (1)洛伦兹力的方向与电荷运动的方向和磁场方向都垂直，即洛伦兹力 的方向总是垂直于运动电荷的速度方向和磁场方向确定的平面。 (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。
答案 B
2019高考一轮总复习 • 物理 3．(带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动)质量和电量都相等的带电 粒子 M 和 N，以不同的速率经小孔 S 垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹 如图中虚线所示，下列表述正确的是( )
A．M 带负电，N 带正电 B．M 的速率小于 N 的速率 C．洛伦兹力对 M、N 做正功 D．M 的运行时间大于 N 的运行时间
2019高考一轮总复习 • 物理
解析 细线的拉力、洛伦兹力始终与小球的运动方向垂直，不做功， 只有重力做功，小球在 C 点的速率相同，因为 a＝vR2，所以 a1＝a2，当小 球由 A 摆到最低点 C 时，细线的拉力和洛伦兹力方向相同，由 B 摆到最低 点 C 时，细线的拉力与洛伦兹力方向相反，故 F1＜F2。
2019高考一轮总复习 • 物理
3．方向 F、v、B 三者的关系满足 左手 定则。 4．特点 由于 F 始终与 v 的方向 垂直 ，故洛伦兹力永不做功。
特别提醒 洛伦兹力是安培力的微观实质，安培力是洛伦兹力的宏观 表现。
2019高考一轮总复习 • 物理
微知识 2 带电粒子在磁场中的运动 1．若带电粒子的速度方向与匀强磁场方向平行，带电粒子以入射速度 v 做 匀速直线 运动。 2．若带电粒子的速度方向与匀强磁场方向垂直，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。
2019高考一轮总复习 • 物理
解析 由左手定则可知，N 粒子带正电，M 粒子带负电，A 项正确； 又 rN<rM，由 r＝mqBv可得 vN<vM，B 项错误；洛伦兹力与速度时刻垂直，不 做功，C 项错误；粒子在磁场中的运动时间 t＝2θπT＝T2，又 T＝2qπBm，所以 tM＝tN，D 项错误。
2019高考一轮总复习 • 物理
第九章
磁场 第2讲 磁场对运动电荷的作用
微知识 1 洛伦兹力
1．定义 运动 电荷 在磁场中所受的力。
2．大小 (1)v∥B 时，F＝ 0 。 (2)v⊥B 时，F＝ Bqv 。 (3)v 与 B 夹角为 θ 时，F＝ Bqvsinθ 。
2019高考一轮总复习 • 物理
2019高考一轮总复习 • 物理
解析 运用左手定则时，“四指指向”应沿电荷定向移动形成的等效 电流方向，而不一定沿电荷定向运动方向，因为负电荷定向移动形成电流 的方向与其运动方向反向，通过左手定则所确定的洛伦兹力与磁场之间的 关系可知：两者方向相互垂直，而不是相互平行。
答案 BD
2019高考一轮总复习 • 物理
答案 ABC
2019高考一轮总复习 • 物理
2．(多选)如图所示，a 为带正电的小物块，b 是一不带电的绝缘物块(设 a、b 间无电荷转移)，a、b 叠放于粗糙的水平地面上，地面上方有垂直纸面 向里的匀强磁场，现用水平恒力 F 拉 b 物块，使 a、b 一起无相对滑动地向 左加速运动，在加速运动阶段( )
2019高考一轮总复习 • 物理
(1)粒子速度的偏向角 φ 等于回旋角 α，并等于 AB 弦与切线的夹角(弦 切角 θ)的 2 倍，即 φ＝α＝2θ＝ωt。
(2)相对的弦切角 θ 相等，与相邻的弦切角 θ′互补，即 θ＋θ′＝180°。 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)。
2019高考一轮总复习 • 物理
题|组|微|练 1.(多选)一个带正电的小球沿光滑绝缘的桌面向右运动，速度方向垂直 于一个水平向里的匀强磁场，如图所示，小球飞离桌面后落到地板上，设飞 行时间为 t1，水平射程为 x1，着地速度为 v1。撤去磁场，其余的条件不变， 小球飞行时间为 t2，水平射程为 x2，着地速度为 v2，则下列论述正确的是 ()
答案 BC
2019高考一轮总复习 • 物理
微考点 2 带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动 核|心|微|讲
1．圆心的确定 基本思路：圆心一定在与速度方向垂直的直线上，并且也在圆中一条 弦的中垂线上。 有两种方法： (1)已知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。
典|例|微|探 【例 1】 如图所示，由绝缘细线悬挂的带负电荷的小球，在一匀强磁 场中摆动，匀强磁场的方向垂直纸面向里，小球在 AB 间摆动过程中，由 A 摆到最低点 C 时，细线拉力的大小为 F1，小球加速度大小为 a1；由 B 摆到 最低点 C 时，细线拉力的大小为 F2，小球加速度大小为 a2，则( )
A．a 对 b 的压力不变 B．a 对 b 的压力变大 C．a、b 物块间的摩擦力变小 D．a、b 物块间的摩擦力不变
2019高考一轮总复习 • 物理
解析 a 向左加速时受到的竖直向下的洛伦兹力变大，故对 b 的压力 变大，B 项正确；从 a、b 整体看，由于 a 受到的洛伦兹力变大，会引起 b 对地面的压力变大，滑动摩擦力变大，整体的加速度变小，再隔离 a，b 对 a 的静摩擦力提供其加速度，由 Fba＝maa 知，a、b 间的摩擦力变小，选项 C 正确。
(1)基本公式
mv2
①向心力公式：Bqv＝ R 。
mv ②轨道半径公式：R＝ Bq 。
2019高考一轮总复习 • 物理
③周期、频率和角速度公式：
T＝2πvR＝2qπBm，
f＝T1＝
qB 2πm
，
qB ω＝2Tπ＝2πf＝ m 。
④动能公式：Ek＝21mv2＝B2qmR2。
2019高考一轮总复习 • 物理
2019高考一轮总复习 • 物理
【解题导思】 (1)同一带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时，其速度大小之比等 于轨道半径之比吗？ 答：由公式 r＝mqBv可知，速度大小之比等于轨道半径之比。 (2) 同 一粒 子在 磁场 中的 运动 时间 之比 等于 其圆 弧所 对圆 心 角之 比 吗？
答：由公式 T＝2qπBm和 t＝2θπT 可知，运动时间之比等于圆心角之比。
A．F1＞F2，a1＝a2 C．F1＞F2，a1＞a2
B．F1＜F2，a1＝a2 D．F1＜F2，a1＜a2
2019高考一轮总复习 • 物理
【解题导思】 (1)小球在磁场中运动时受到哪些力作用？哪些力做功？ 答：小球受到重力、细线的拉力和洛伦兹力作用，只有重力做功，其他力 不做功。
(2)小球每次经过最低点位置时洛伦兹力相同吗？ 答：小球每次经过最低点位置时速度大小相等、方向不同，洛伦兹力大小 相等，但方向相反。
2．(洛伦兹力大小)带电粒子垂直匀强磁场方向运动时，会受到洛伦兹 力的作用。下列表述正确的是( )
A．洛伦兹力对带电粒子做功 B．洛伦兹力不改变带电粒子的动能 C．洛伦兹力的大小与速度无关 D．洛伦兹力不改变带电粒子的速度方向
解析 根据洛伦兹力的特点，洛伦兹力对带电粒子不做功，A 项错，B 项对；根据 F＝qvB 可知，大小与速度有关。洛伦兹力的效果就是改变物 体的运动方向，不改变速度的大小。
2019高考一轮总复习 • 物理
2．洛伦兹力与电场力的比较
类别
洛伦兹力
电场力
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
电场中的电荷无论静 产生 磁场中静止电荷、沿磁场方向运动的
止，还是沿任何方向 条件 电荷将不受洛伦兹力
运动都要受到电场力
2019高考一轮总复习 • 物理
方向由电荷正负、磁场方向以及电荷 方向由电荷正负、电
答案 B
2019高考一轮总复习 • 物理
(1)电荷在电场中一定受电场力，而在磁场中不一定受洛伦兹力。 (2)洛伦兹力方向与速度方向一定垂直，而电场力的方向与速度方向无 必然联系。 (3)安培力是洛伦兹力的宏观表现，洛伦兹力是安培力的微观本质，但 各自的表现形式不同，洛伦兹力对运动电荷永远不做功，而安培力对通电 导线可做正功，可做负功，也可不做功。
A．x1>x2 C．v1 和 v2 大小相等
B．t1>t2 D．v1 和 v2 方向相同
2019高考一轮总复习 • 物理
解析 当桌面右边存在磁场时，由左手定则可知，带正电的小球在飞 行过程中受到斜向右上方的洛伦兹力作用，此力在水平方向上的分量向右， 竖直分量向上，因此小球水平方向上存在加速度，竖直方向上的加速度 a<g，由 h＝12at2 知 t1>t2；由 x1＝v0t1＋12at21，x2＝v0t2 知 x1>x2，A、B 项对； 又因为洛伦兹力不做功，故 C 项对；两次小球着地时速度方向不同，D 项 错。
运动方向决定，各方向之间关系遵循 场方向决定：正电荷
方向 左手定则：洛伦兹力方向一定垂直于 受力方向与电场方向
磁场方向以及电荷运动方向(电荷运 一致，负电荷受力方
动方向与磁场方向不一定垂直)
向与电场方向相反
大小 F＝qvB(v⊥B)
F＝qE
做功 一定不做功
情况
可能做正功，可能做 负功，也可能不做功
2019高考一轮总复习 • 物理
2019高考一轮总复习 • 物理
(2)已知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。
2．半径的确定和计算
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微考点·悟方法
学生用书P147
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微考点 1 洛伦兹力的特点及应用 核|心|微|讲
1．洛伦兹力方向的特点 (1)洛伦兹力的方向与电荷运动的方向和磁场方向都垂直，即洛伦兹力 的方向总是垂直于运动电荷的速度方向和磁场方向确定的平面。 (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。
答案 B
2019高考一轮总复习 • 物理 3．(带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动)质量和电量都相等的带电 粒子 M 和 N，以不同的速率经小孔 S 垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹 如图中虚线所示，下列表述正确的是( )
A．M 带负电，N 带正电 B．M 的速率小于 N 的速率 C．洛伦兹力对 M、N 做正功 D．M 的运行时间大于 N 的运行时间
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解析 细线的拉力、洛伦兹力始终与小球的运动方向垂直，不做功， 只有重力做功，小球在 C 点的速率相同，因为 a＝vR2，所以 a1＝a2，当小 球由 A 摆到最低点 C 时，细线的拉力和洛伦兹力方向相同，由 B 摆到最低 点 C 时，细线的拉力与洛伦兹力方向相反，故 F1＜F2。
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3．方向 F、v、B 三者的关系满足 左手 定则。 4．特点 由于 F 始终与 v 的方向 垂直 ，故洛伦兹力永不做功。
特别提醒 洛伦兹力是安培力的微观实质，安培力是洛伦兹力的宏观 表现。
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微知识 2 带电粒子在磁场中的运动 1．若带电粒子的速度方向与匀强磁场方向平行，带电粒子以入射速度 v 做 匀速直线 运动。 2．若带电粒子的速度方向与匀强磁场方向垂直，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。
2019高考一轮总复习 • 物理
解析 由左手定则可知，N 粒子带正电，M 粒子带负电，A 项正确； 又 rN<rM，由 r＝mqBv可得 vN<vM，B 项错误；洛伦兹力与速度时刻垂直，不 做功，C 项错误；粒子在磁场中的运动时间 t＝2θπT＝T2，又 T＝2qπBm，所以 tM＝tN，D 项错误。
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第九章
磁场 第2讲 磁场对运动电荷的作用
微知识 1 洛伦兹力
1．定义 运动 电荷 在磁场中所受的力。
2．大小 (1)v∥B 时，F＝ 0 。 (2)v⊥B 时，F＝ Bqv 。 (3)v 与 B 夹角为 θ 时，F＝ Bqvsinθ 。
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2019高考一轮总复习 • 物理
解析 运用左手定则时，“四指指向”应沿电荷定向移动形成的等效 电流方向，而不一定沿电荷定向运动方向，因为负电荷定向移动形成电流 的方向与其运动方向反向，通过左手定则所确定的洛伦兹力与磁场之间的 关系可知：两者方向相互垂直，而不是相互平行。
答案 BD
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答案 ABC
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2．(多选)如图所示，a 为带正电的小物块，b 是一不带电的绝缘物块(设 a、b 间无电荷转移)，a、b 叠放于粗糙的水平地面上，地面上方有垂直纸面 向里的匀强磁场，现用水平恒力 F 拉 b 物块，使 a、b 一起无相对滑动地向 左加速运动，在加速运动阶段( )
2019高考一轮总复习 • 物理
(1)粒子速度的偏向角 φ 等于回旋角 α，并等于 AB 弦与切线的夹角(弦 切角 θ)的 2 倍，即 φ＝α＝2θ＝ωt。
(2)相对的弦切角 θ 相等，与相邻的弦切角 θ′互补，即 θ＋θ′＝180°。 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)。
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题|组|微|练 1.(多选)一个带正电的小球沿光滑绝缘的桌面向右运动，速度方向垂直 于一个水平向里的匀强磁场，如图所示，小球飞离桌面后落到地板上，设飞 行时间为 t1，水平射程为 x1，着地速度为 v1。撤去磁场，其余的条件不变， 小球飞行时间为 t2，水平射程为 x2，着地速度为 v2，则下列论述正确的是 ()
答案 BC
2019高考一轮总复习 • 物理
微考点 2 带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动 核|心|微|讲
1．圆心的确定 基本思路：圆心一定在与速度方向垂直的直线上，并且也在圆中一条 弦的中垂线上。 有两种方法： (1)已知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。
典|例|微|探 【例 1】 如图所示，由绝缘细线悬挂的带负电荷的小球，在一匀强磁 场中摆动，匀强磁场的方向垂直纸面向里，小球在 AB 间摆动过程中，由 A 摆到最低点 C 时，细线拉力的大小为 F1，小球加速度大小为 a1；由 B 摆到 最低点 C 时，细线拉力的大小为 F2，小球加速度大小为 a2，则( )
A．a 对 b 的压力不变 B．a 对 b 的压力变大 C．a、b 物块间的摩擦力变小 D．a、b 物块间的摩擦力不变
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解析 a 向左加速时受到的竖直向下的洛伦兹力变大，故对 b 的压力 变大，B 项正确；从 a、b 整体看，由于 a 受到的洛伦兹力变大，会引起 b 对地面的压力变大，滑动摩擦力变大，整体的加速度变小，再隔离 a，b 对 a 的静摩擦力提供其加速度，由 Fba＝maa 知，a、b 间的摩擦力变小，选项 C 正确。
(1)基本公式
mv2
①向心力公式：Bqv＝ R 。
mv ②轨道半径公式：R＝ Bq 。
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③周期、频率和角速度公式：
T＝2πvR＝2qπBm，
f＝T1＝
qB 2πm
，
qB ω＝2Tπ＝2πf＝ m 。
④动能公式：Ek＝21mv2＝B2qmR2。
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【解题导思】 (1)同一带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时，其速度大小之比等 于轨道半径之比吗？ 答：由公式 r＝mqBv可知，速度大小之比等于轨道半径之比。 (2) 同 一粒 子在 磁场 中的 运动 时间 之比 等于 其圆 弧所 对圆 心 角之 比 吗？
答：由公式 T＝2qπBm和 t＝2θπT 可知，运动时间之比等于圆心角之比。
A．F1＞F2，a1＝a2 C．F1＞F2，a1＞a2
B．F1＜F2，a1＝a2 D．F1＜F2，a1＜a2
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【解题导思】 (1)小球在磁场中运动时受到哪些力作用？哪些力做功？ 答：小球受到重力、细线的拉力和洛伦兹力作用，只有重力做功，其他力 不做功。
(2)小球每次经过最低点位置时洛伦兹力相同吗？ 答：小球每次经过最低点位置时速度大小相等、方向不同，洛伦兹力大小 相等，但方向相反。
2．(洛伦兹力大小)带电粒子垂直匀强磁场方向运动时，会受到洛伦兹 力的作用。下列表述正确的是( )
A．洛伦兹力对带电粒子做功 B．洛伦兹力不改变带电粒子的动能 C．洛伦兹力的大小与速度无关 D．洛伦兹力不改变带电粒子的速度方向
解析 根据洛伦兹力的特点，洛伦兹力对带电粒子不做功，A 项错，B 项对；根据 F＝qvB 可知，大小与速度有关。洛伦兹力的效果就是改变物 体的运动方向，不改变速度的大小。
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2．洛伦兹力与电场力的比较
类别
洛伦兹力
电场力
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
电场中的电荷无论静 产生 磁场中静止电荷、沿磁场方向运动的
止，还是沿任何方向 条件 电荷将不受洛伦兹力
运动都要受到电场力
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方向由电荷正负、磁场方向以及电荷 方向由电荷正负、电
答案 B
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(1)电荷在电场中一定受电场力，而在磁场中不一定受洛伦兹力。 (2)洛伦兹力方向与速度方向一定垂直，而电场力的方向与速度方向无 必然联系。 (3)安培力是洛伦兹力的宏观表现，洛伦兹力是安培力的微观本质，但 各自的表现形式不同，洛伦兹力对运动电荷永远不做功，而安培力对通电 导线可做正功，可做负功，也可不做功。
A．x1>x2 C．v1 和 v2 大小相等
B．t1>t2 D．v1 和 v2 方向相同
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解析 当桌面右边存在磁场时，由左手定则可知，带正电的小球在飞 行过程中受到斜向右上方的洛伦兹力作用，此力在水平方向上的分量向右， 竖直分量向上，因此小球水平方向上存在加速度，竖直方向上的加速度 a<g，由 h＝12at2 知 t1>t2；由 x1＝v0t1＋12at21，x2＝v0t2 知 x1>x2，A、B 项对； 又因为洛伦兹力不做功，故 C 项对；两次小球着地时速度方向不同，D 项 错。
运动方向决定，各方向之间关系遵循 场方向决定：正电荷
方向 左手定则：洛伦兹力方向一定垂直于 受力方向与电场方向
磁场方向以及电荷运动方向(电荷运 一致，负电荷受力方
动方向与磁场方向不一定垂直)
向与电场方向相反
大小 F＝qvB(v⊥B)
F＝qE
做功 一定不做功
情况
可能做正功，可能做 负功，也可能不做功
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(2)已知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。
2．半径的确定和计算
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