江苏省桃州中学2013高考物理一轮复习 3.3 磁场对运动电荷的作用力导学案 新人教版选修3-1VIP专享

2013 届桃州中学高三物理导学案第三章 磁场【课 题】§3.3 磁场对运动电荷的作用力【学习目标】 1．理解磁场对运动电荷的作用——洛仑兹力的概念2．掌握带电粒子在匀强磁场中的运动规律及应用【知识要点】一、洛伦兹力、洛伦兹力的方向1．定义：磁场对 的作用力．2．大小：F＝qvBsin θ，θ 为 v 与 B 的夹角，如图所示． (1)当 v∥B 时，θ＝0°或 180°，F＝ .(2)当 v⊥B 时，θ＝90°，F＝ .(3)当 v＝0 时，F＝ .3．方向 (1)判断方法： 定则．注意四指指向 运 动的方向或 运动的反方向．(2)特点：F⊥B，F⊥v，即 F 垂直于 决定的平面．4．作用特点：洛伦兹力不能改变运动电荷的速度大小和电荷的动能，即对运动电荷永不做功，但可以改变运动电荷的速度方向．二、带电粒子在匀强磁场中的运动在带电粒子只受洛伦兹力作用的条件下(电子、质子、离子等微观粒子的重力常忽略不计)，在匀强磁场中有两种典型的运动情况：1．当 v∥B 时，带电粒子不受洛伦兹力作用，在匀强磁场中做 运动．2.当 v⊥B 时，带电粒子在垂直于磁感线的平面内以入射速度 v 做 运动，如图所示． (1)向心力由洛伦兹力提供： ＝m.(2)轨道半径：r＝ . (3)周期：T＝＝ .三、带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的分析分析方法：找圆心、求半径、确定转过的圆心角的大小是解决这类问题的前提，确定轨道半径和给定的几何量之间的关系是解题的基础，有时需要建立运动时间 t 和转过的圆心角 α 之间的关系作为辅助．1．圆心的确定 基本思路：与速度方向垂直的直线和图中弦的中垂线一定过圆心．2．半径的确定和计算利用平面几何关系，求出该圆的可能半径(或圆心角)，并注意以下两个重要的几何特点：(1)粒子速度的偏向角 φ 等于圆心角(α)，并等于 AB 弦与切线的夹角(弦切角 θ)的 2 倍(如图所示)，即 φ＝α＝2θ＝ωt.(2)相对的弦切角(θ)相等，与相邻的弦切角(θ′)互补，即 θ＋θ′＝180°.3．运动时间的确定粒子在磁场中运动一周的时间为 T，当粒子运动的圆弧所对应的圆心角为 α 时，其运动时间可表示为 t＝T 或 t＝T.【典型例题】9选修 3-1 一、对洛伦兹力的理解【例题 1】 如图所示，在磁感应强度为 B 的水平匀强磁场中，有一足够长的绝缘细棒 OO′在竖直面内垂直于磁场方向放置，细棒与水平面夹角为 α.一质量为 m、带电荷量为＋q 的圆环 A 套在 OO′棒上，圆环与棒间的动摩擦因数为 μ，且 μ