第二课时磁场对运动电荷的作用第一关:基础关展望高考基 础 知 识一、洛伦兹力知识讲解(1)定义:运用电荷在磁场中所受的力称为洛伦兹力
(2)大小:f=qvBsinθ,其中 θ 为 v 与 B 的夹角
(3)方向:洛伦兹力的方向可用左手定则来判断:伸开左手使大拇指与其余四指垂直且在同一平面内,让磁感线垂直穿过手心,若四指指向正电荷运动的方向,则大拇指所指的方向就是正电荷所受的洛伦兹力的方向
若沿该方向运动的是负电荷,则它所受的洛伦兹力的方向与正电荷恰好相反
(4)特点:由于洛伦兹力总是垂直于电荷运动方向,因此,洛伦兹力总是不做功
它只能改变运动电荷的速度方向(即动量的方向),不能改变运动电荷的速度大小(即动能大小)
活学活用一个质量 m=0
1 g 的小滑块,带有 q=5×10-4 C 的电荷放置在倾角 α=30°的光滑斜面(绝缘)上,斜面置于 B=0
5 T 的匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里,如图所示,小滑块由静止开始沿斜面滑下,其斜面足够长,小滑块滑至某一位置时,要离开斜面
g 取 10 m/s2,求:(1) 小滑块带何种电荷
(2) 小滑块离开斜面的瞬时速度多大
(3) 该斜面的长度至少多长
1解析:该题是洛伦兹力与力学知识结合的题目,考查左手定则及平衡条件的应用、洛伦兹力大小计算及洛伦兹力不做功等知识的综合应用
(1) 小滑块在沿斜面下滑过程中,受重力 mg\,斜面支持力 N 和洛伦兹力 f
若要小滑块离开斜面,洛伦兹力 f 方向应垂直斜面向上,根据左手定则可知,小滑块应带有负电荷
(2) 小滑块沿斜面下滑时,垂直斜面方向的加速度为零,有 Bqv+N-mgcosα=0,当 N=0 时,小滑块开始脱离斜面,所以v=≈3
(3)下滑过程中,只有重力做功,由动能定理:mgsinαs=mv2斜面的长度至少应是 s= m=1
答案:(1) 负电荷(2) 3