高中物理 磁场对运动电荷的作用课件

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，二者是相同性质的力，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。
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考点一 对洛伦兹力的理解
解析：因滑块恰好能通过光滑半圆轨道的最高点 D，在 D 点由竖直向下的重力和竖 直向上的洛伦兹力的合力提供向心力，即 mg－Bqv＝mvR2，代入数值得 v＝1 m/s， A、B 错误；滑块从 C 到 D 的过程中，洛伦兹力时刻与速度方向垂直，不做功， 只有重力做功，机械能守恒，C 错误；由机械能守恒定律知12mv2C＝12mv2＋mg·2R， 即 vC＝ 21 m/s，滑块从 A 到 C 的过程中，由动能定理知克服阻力做的功为 Wf ＝21mv20－12mv2C，即 Wf＝2×10－4 J，D 正确。
答案：D
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考点二 带电粒子在匀强磁场中的运动
1．带电粒子在匀强磁场中圆周运动分析 (1)圆心的确定方法 方法一 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 3(a)； 方法二 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
2．洛伦兹力的方向(左手定则)：
(1)伸出左手，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)让磁感线从掌心进入，并使 四指 指向正电荷运动的方向(或负电荷运动的反方向)。 (3) 拇指 所指的方向就是运动电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向。 3．洛伦兹力的大小：F＝ qvBsin_θ ，θ 是 v 与 B 之间的夹角。 (1)当 v∥B 时，F＝ 0 。 (2)当 v⊥B 时，F＝ qvB 。 4．洛伦兹力的特点：洛伦兹力不改变带电粒子速度的 大小 ，只改变带电粒子速度 的 方向 ，洛伦兹力对带电粒子 不做功 。
洛伦兹力斜向右上方，该洛伦兹力在竖直向上和水平向右方向均有分力，因此， 小球落地时间会变长，水平位移会变大；同理，若小球带负电，则小球落地时 间会变短，水平位移会变小，故 D 正确。 答案：D
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考点一 对洛伦兹力的理解
3.如图所示，一质量为 m＝0.10 g、带电荷量 q＝1.6×10－3 C 的带负电滑块(可看 作质点)以初速度 v0＝5 m/s 由水平面上的 A 点向右滑动，到达 C 点后恰好能通过 半径为 R＝0.5 m 的光滑半圆轨道的最高点 D，已知水平轨道 AC 与半圆轨道相切 于 C 点，整个装置处在垂直纸面向里、磁感应强度 B＝0.50 T 的匀强磁场中，重 力加速度 g＝10 m/s2，则( ) A．滑块运动到最高点 D 时的速度大小为 1.25 m/s B．滑块运动到最高点 D 时的速度大小为 5 m/s C．滑块从 C 运动到 D 的过程中，机械能不守恒 D．滑块从 A 到 C 的过程中克服阻力做的功为 2×10－4 J
B
BD
C
1.解析：因为洛伦兹力的大小不但与粒子 速度大小有关，而且与粒子速度的方向 有关，如当粒子速度与磁场垂直时 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， 洛伦兹力的方向也不同，所以 A 选项 错。因为＋q 改为－q 且速度反向，由 左手定则可知洛伦兹力方向不变，再由
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考点一 对洛伦兹力的理解
3．洛伦兹力与电场力的比较 洛伦兹力
产生条件
v≠0 且 v 不与 B 平行
大小 力方向与场 方向的关系
F＝qvB(v⊥B) F⊥B，F⊥v
做功情况
任何情况下都不做功
电场力 电荷处在电场中
F＝qE F∥E
可能做功，也可能不做功
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考点一 对洛伦兹力的理解 [多维题组]
1．(多选)关于安培力和洛伦兹力，下面的说法 中正确的是( ) A．洛伦兹力和安培力是性质完全不同的两种力 B．安培力和洛伦兹力，其本质都是磁场对运动 电荷的作用力 C．安培力和洛伦兹力，二者是等价的 D．安培力能对通电导体做功，但洛伦兹力不能 对运动电荷做功
2019版一轮复习物理课件
第九章 磁 场 第2讲 磁场对运动电荷的作用
知识梳理 自我珍断 考点一 对洛伦兹力的理解 考点二 带电粒子在匀强磁场中的运动 考点三 带电粒子在磁场中运动的多解问题 核心素养 解决有界磁场中临界极值问题的方法
[知识梳理]
知识点一 洛伦兹力
1．洛伦兹力：磁场对运动电荷 的作用力。
解析：安培力是洛伦兹力的宏观表 现，其本质都是磁场对运动电荷的作 用力，所以 A、C 错，B 对。洛伦兹 力总垂直于电荷的运动方向，所以不 做功，而安培力却可以与运动方向不 垂直，所以可以做功，D 对。 答案： BD
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考点一 对洛伦兹力的理解
2.(2018·北京海淀区质检)如图所示，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，仍以原来的速度抛出，考虑地磁场的影响，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 D．若小球带正电荷，小球会落在更远的 b 点 解析：地磁场在赤道上空水平由南向北，从南向北观察，如果小球带正电荷，则
F＝qvB 知大小也不变，所以 B 选项正 确。因为电荷进入磁场时的速度方向可 以与磁场方向成任意夹角，所以 C 选 项错。因为洛伦兹力总与速度方向垂 直，因此，洛伦兹力不做功，粒子动能 不变，但洛伦兹力可改变粒子的运动方 向，使粒子速度的方向不断改变，所以 D 选项错。 答案： B
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考点一 对洛伦兹力的理解
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[知识梳理]
知识点二 带电粒子在匀强磁场中的运动
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。
3．半径和周期公式 (1)由 qvB＝mvr2，得 r＝mqBv。 (2)由 v＝2Tπr，得 T＝2qπBm。
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[自我诊断]