人教版高考总复习一轮物理精品课件 第10单元 磁场 第27讲 磁场对运动电荷的作用.ppt

第27讲磁场对运动电荷的作用

落实基础主干突破命题视角目录索引命题热点(七)命题热点(八)核心素养15核心素养16

落实基础主干

一、磁场对运动电荷的作用1.洛伦兹力的方向(1)判定方法:左手定则掌心——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。(2)方向特点:F⊥B,F⊥v,即F垂直于B和v决定的平面,但B与v不一定垂直。2.洛伦兹力的大小当v⊥B时,F=qvB;当v∥B时,F=0。3.洛伦兹力的特点洛伦兹力总是与速度v垂直,故F一定不做功。

二、带电粒子在匀强磁场中的运动(重力不计)1.若v∥B,带电粒子不受洛伦兹力,则带电粒子做匀速直线运动。2.若带电粒子垂直进入匀强磁场,则带电粒子做匀速圆周运动。

[练一练]1.判断下列说法对错(1)带电粒子在磁场中运动时,一定受到洛伦兹力的作用。()(2)若带电粒子经过磁场中某点时所受洛伦兹力为零,则该点的磁感应强度一定为零。()(3)洛伦兹力对运动电荷一定不做功。()(4)带电粒子在A点受到的洛伦兹力比在B点大,则A点的磁感应强度比B点的大。()××√×

2.(教材选择性必修第二册第11页习题改编)一对平行金属板中存在匀强电场和匀强磁场,其中电场的方向与金属板垂直,磁场的方向与金属板平行且垂直纸面向里,如图所示。一质子以速度v0自O点沿中轴线射入,恰沿中轴线做匀速直线运动。下列粒子分别自O点沿中轴线射入,能够做匀速直线运动的是(所有粒子均不考虑重力的影响)()B

突破命题视角

考点一洛伦兹力的理解与计算考向1洛伦兹力方向判断与大小计算典例1(2022北京卷)正电子是电子的反粒子,与电子质量相同、带等量正电荷。在云室中有垂直于纸面的匀强磁场,从P点发出两个电子和一个正电子,三个粒子运动轨迹如图中1、2、3所示,下列说法正确的是()A.磁场方向垂直于纸面向里B.轨迹1对应的粒子运动速度越来越大C.轨迹2对应的粒子初速度比轨迹3的大D.轨迹3对应的粒子是正电子A

解析根据题图可知,轨迹1和3对应的粒子转动方向一致,则轨迹1和3对应的粒子为电子,轨迹2对应的粒子为正电子,电子带负电且顺时针转动,根据左手定则可知磁场方向垂直纸面向里,A正确,D错误;电子在云室中运行,洛伦兹力不做功,而粒子受到云室内填充物质的阻力作用,粒子速度越来越小,B错误;带电粒子若仅在洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动,根据牛顿第二定律可知qvB=,解得粒子运动的半径为,根据题图可知轨迹3对应的粒子运动的半径更大,速度更大,粒子运动过程中受到云室内物质的阻力的情况下,此结论也成立,C错误。

变式练1(多选)两根导线通有大小方向相同的电流,垂直穿过绝缘水平面,俯视如图所示。O点是两导线在绝缘水平面内连线的中点,a、b是连线垂直平分线上到O点距离相等的两点。一可视为质点的带正电滑块以相同大小的初速度v0分别从a、b向O点运动过程中,下列说法正确的是()A.滑块在a、b两点受到的磁场力方向相同B.滑块在a、b两点受到的磁场力方向相反C.若水平面光滑,则滑块从a点出发后一定做曲线运动D.若水平面粗糙,则滑块从b点出发后一定做减速运动AD

解析已知通电导线垂直水平面且电流方向向外,根据安培定则判断两通电导线产生的磁场皆为以导线为圆心的同心圆环磁场,根据平行四边形定则,可判断ab之间的磁场方向对称分布,如图所示,且O点磁感应强度为零。根据左手定则判断带正电的滑块在aO段受洛伦兹力方向垂直水平面向下,在bO段受洛伦兹力方向也是垂直水平面向下,方向相同,故A正确,B错误;若水平面光滑,滑块受竖直方向的重力、支持力和洛伦兹力三力平衡,合力为零,滑块从a到O做匀速直线运动;若水平面粗糙,在从b到O过程中,竖直方向合力为零,水平方向摩擦力向右,滑块做减速运动,故C错误,D正确。

考向2带电体在磁场中受力与运动分析典例2(2023海南卷)如图所示,带正电的小球竖直向下射入垂直纸面向里的匀强磁场,关于小球运动和受力说法正确的是()A.小球刚进入磁场时受到的洛伦兹力水平向右B.小球运动过程中的速度不变C.小球运动过程中的加速度保持不变D.小球受到的洛伦兹力对小球做正功A解析根据左手定则,可知小球刚进入磁场时受到的洛伦兹力水平向右,A正确;小球受洛伦兹力和重力的作用,则小球运动过程中速度、加速度大小方向都在变,B、C错误;洛伦兹力永不做功,D错误。

典例3(2022海南卷)有一个辐向分布的电场,距离O点相等的地方电场强度大小相等,有一束粒子流通过电场,又垂直进入一匀强磁场,则运动轨迹相同的粒子,它们具有相同的()A.质量 B.电荷量 C.比荷 D.动能C

变式练2(多选)