第47讲 带电粒子在磁场中的运动(讲义)（原卷版）-2025年高考物理一轮复习讲练测（新教材新高考）.docx

第47讲带电粒子在磁场中的运动

目录

01、考情透视，目标导航TOC\o1-3\h\u

02、知识导图，思维引航 2

03、考点突破，考法探究 2 2

考点一.对洛伦兹力的理解和应用 2

知识点一、洛伦兹力 2

知识点二、洛伦兹力的特点 3

知识点三、洛伦兹力与电场力的比较 3

考向1．对洛伦兹力的理解 3

考向2．洛伦兹力的大小计算 4

考向3．洛伦兹力与电场力的比较 4

考点二.半径公式和周期公式的应用 5

考向1．对半径公式、周期公式的理解 5

考向2．半径公式、周期公式的应用 5

考向3．半径公式、周期公式与动量守恒定律的综合 6

考点三.带电粒子在有界匀强磁场中的圆周运动 7

知识点一、.带电粒子在有界磁场中的圆心、半径及运动时间的确定 7

知识点二.带电粒子在有界磁场中运动的常见情形 7

考向1.直线边界的磁场 8

考向2.平行直线边界的磁场 9

考向3.三角形边界的磁场 11

考向4矩形边界的磁场 12

考向5.圆形边界的磁场 13

考点四.带电粒子在磁场中运动的多解问题 15

知识点一、带电粒子电性不确定形成多解 15

知识点二、磁场方向不确定形成多解 15

知识点三、临界状态不确定形成多解 16

考点五.带电粒子在磁场中运动的临界极值问题 18

04、真题练习，命题洞见 21

考情分析

2024·海南·高考物理第15题

2024·河北·高考物理第10题

2024·浙江·高考物理第10题

2024·湖北·高考物理第8题

2024·广西·高考物理第5题

复习目标

目标1.会利用左手定则判断洛伦兹力的方向，会计算洛伦兹力的大小。

目标2.会分析带电粒子在有界匀强磁场中的运动。

考点一.对洛伦兹力的理解和应用

知识点一、洛伦兹力

1．定义：_________在磁场中受到的力称为洛伦兹力。

2．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)；

拇指——指向运动的正电荷(或负电荷)所受洛伦兹力的方向。

(2)方向特点：F⊥B，F⊥v，即F垂直于B和v决定的_______。

3．大小

(1)v∥B时，洛伦兹力F＝0(θ＝0°或180°)。

(2)v⊥B时，洛伦兹力F＝_______(θ＝90°)。

(3)v＝0时，洛伦兹力F＝_______。

知识点二、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)洛伦兹力永不做功。

知识点三、洛伦兹力与电场力的比较

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(v⊥B)

F＝qE

方向

F⊥B且F⊥v

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，可能做负功，也可能不做功

考向1．对洛伦兹力的理解

1.(2023·海南高考)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的说法正确的是()

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

考向2．洛伦兹力的大小计算

2.真空中竖直放置一通电长直细导线，俯视图如图所示。以导线为圆心作圆，光滑绝缘管ab水平放置，两端恰好落在圆周上。半径略小于绝缘管半径的带正电小球自a端以速度v0向b端运动过程中，下列说法正确的是()

A．小球先加速后减速

B．小球受到的洛伦兹力始终为零

C．小球在ab中点受到的洛伦兹力为零

D．小球受到洛伦兹力时，洛伦兹力方向竖直向下

考向3．洛伦兹力与电场力的比较

3.(多选)带电小球以一定的初速度v0竖直向上抛出，能够达到的最大高度为h1；若加上水平方向的匀强磁场，且保持初速度仍为v0，小球上升的最大高度为h2；若加上水平方向的匀强电场，且保持初速度仍为v0，小球上升的最大高度为h3；若加上竖直向上的匀强电场，且保持初速度仍为v0，小球上升的最大高度为h4，如图所示。不计空气阻力，则()

A．一定有h1＝h3 B．一定有h1＜h4

C．h2与h4无法比较 D．h1与h2无法比较

考点二.半径公式和周期公式的应用

1．带电粒子垂直射入匀强磁场中，洛伦兹力提供向心力

(1)向心力公式：qvB＝eq\f(mv2,r)。

(2)半径公式：r＝eq\f(mv,qB)。

(3)周期公式：T＝eq\f(2πm