江苏专用2018届高三物理一轮复习必考部分第8章磁场第2节磁吃运动电荷的作用教师用书.doc

第2节　磁场对运动电荷的作用 知识点1　洛伦兹力的方向和大小 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： (2)方向特点：FB，Fv.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＝qvBsin θ，θ为v与B的夹角，如图8-2-1所示． 图8-2-1 (1)vB，θ＝0°或180°，洛伦兹力F＝0. (2)vB时，θ＝90°，洛伦兹力F＝qvB. (3)v＝0时，洛伦兹力F＝0. 知识点2　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v0B，则粒子不受洛伦兹力，在磁场中做匀速直线运动． (2)若v0B，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)洛伦兹力方向总与速度方向垂直，正好起到了向心力的作用．根据牛顿第二定律，其表达式为qvB＝m. (2)半径公式r＝，周期公式T＝. 1．正误判断 (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周运动的周期与速度的大小无关．(√) (6)根据周期公式T＝得出T与v成反比．(×) 2．(洛伦兹力方向的判断)汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子．如图8-2-2所示，把电子射线管(阴极射线管)放在蹄形磁铁的两极之间，可以观察到电子束偏转的方向是(　　)【导学号　　　　　　　　　　　　　　　 图8-2-2 A．向上 B．向下 C．向左 D．向右 【答案】　B 3．(洛伦兹力大小的计算)两个带电粒子以相同的速度垂直磁感线方向进入同一匀强磁场，两粒子质量之比为1∶4，电荷量之比为1∶2，则两带电粒子受洛伦兹力之比为(　　) A．2∶1 B．1∶1 C．1∶2 D．1∶4 【答案】　C 4．(带电粒子在磁场中的运动分析)两个质量相同、所带电荷量相等的带电粒子a、b，以不同的速率对准圆心O沿着AO方向射入圆形匀强磁场区域，其运动轨迹如图8-2-3所示．若不计粒子的重力，则下列说法正确的是(　　)【导学号 图8-2-3 A．a粒子带正电，b粒子带负电 B．a粒子在磁场中所受洛伦兹力较大 C．b粒子的动能较大 D．b粒子在磁场中运动时间较长 【答案】　C [核心精讲] 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． (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)用左手定则判断洛伦兹力的方向，注意一定分正、负电荷． (5)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． 3．洛伦兹力和电场力的区别 洛伦兹力 电场力 产生条件 v≠0且v不与B平行 电荷处在电场中 大小 F＝qvB(vB) F＝qE 力方向与场方向的关系 一定是FB，Fv，与电荷电性无关 正电荷受力与电场方向相同，负电荷受力与电场方向相反 做功情况 任何情况下都不做功 可能做正功、负功，也可能不做功 [师生共研] 　图8-2-4中a、b、c、d为四根与纸面垂直的长直导线，其横截面分别位于一个正方形的四个顶点上，导线中通有大小相同的电流，方向如图所示．一带正电的粒子从正方形中心O点沿垂直于纸面的方向向外运动，它所受洛伦兹力的方向是(　　)　　　　　　　　　　　　　　 图8-2-4 A．向上 B．向下 C．向左 D．向右 B　据题意，由安培定则可知，b、d两通电直导线在O点产生的磁场相抵消，a、c两通电直导线在O点产生的磁场方向均向左，所以四条通电直导线在O点产生的合磁场方向向左．由左手定则可判断带电粒子所受洛伦兹力的方向向下，正确选项为B. [题组通关] 1．(多选)如图8-2-5所示，对应的四种情况中，对各粒子所受洛伦兹力的方向的描述，其中正确的是(　　) 图8-2-5 A．甲中垂直于v向右下方　 B．乙中垂直于纸面向里 C．丙中垂直于纸面向外 D．丁中垂直于纸面向里 BD　由左手定则可判断甲图中洛伦兹力方向垂直于v向左上方，乙图中洛伦兹力垂直于纸面向里，丙图中垂直于纸面向里，丁图中垂直于纸面向里，故B、D正确，A、C错误． 2．如图8-2-6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