高考物理总复习 第37讲 磁场对运动电荷的作用力讲义-人教版高三物理试题VIP免费

第37讲磁场对运动电荷的作用力考情剖析考查内容考纲要求考查年份考查详情能力要求洛伦兹力、带电粒子在匀强磁场中的运动Ⅱ质谱仪和回旋加速器的工作原理,Ⅱ,14年,T14—计算，考查带电粒子在匀强磁场中的运动,分析综合、应用数学处理物理问题14年,T9选择，考查霍尔元件中的洛伦兹力和电场力的关系,推理、分析物理问题15年,T15—计算，考查质谱仪可测量离子质量,分析综合、应用数学处理物理问题16年,T15—计算，考查回旋加速器的工作原理,分析综合、应用数学处理物理问题17年,T15—计算，考查质谱仪的工作原理,分析综合、应用数学处理物理问题弱项清单,1.不能明确研究对象在运动过程中的受力；2．不能正确区分物体做直线和曲线运动的条件；3．对回旋加速器原理理解不够．第1课时洛伦兹力带电粒子在磁场中的运动知识整合一、洛伦兹力的大小和方向1．洛伦兹力的大小F＝qvBsinθ，θ为v与B的夹角，如图所示．(1)v∥B，θ＝0°或180°时，洛伦兹力F＝________.(2)v⊥B，θ＝90°时，洛伦兹力F＝________.(3)v＝0时，洛伦兹力F＝________.2．洛伦兹力的方向(1)判定方法：应用左手定则，注意四指应指向正电荷的运动方向或负电荷________．(2)方向特点：F⊥B，F⊥v，即F垂直于____________决定的平面(注意B和v可以有任意夹角)．由于F⊥v，所以洛伦兹力________．3．洛伦兹力的特点由于洛伦兹力始终与速度方向垂直，所以洛伦兹力对电荷不做功．二、带电粒子在匀强磁场中的运动若运动电荷在匀强磁场中除受洛伦兹力外其他力均忽略不计，则其运动有如下两种形式(中学阶段)：1．当v∥B时，带电粒子不受洛伦兹力，粒子做__________________________；2．当v⊥B时，所受洛伦兹力提供向心力，粒子做匀速圆周运动，公式表达为________________；轨道半径和周期分别为R＝________，T＝________.方法技巧考点1洛伦兹力的大小和方向1．洛伦兹力方向的特点(1)洛伦兹力的方向与电荷运动的方向和磁场方向都垂直，即洛伦兹力的方向总是垂直于运动电荷的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．2.洛伦兹力与电场力的比较对应力内容比较项目洛伦兹力f电场力F性质磁场对在其中运动电荷的作用力电场对放入其中电荷的作用力作用力产生的条件v与B不平行且v≠0电场中的电荷一定受到电场力作用力的大小f＝qvB(v⊥B)F＝qE作用力方向与场方向的关系一定是f⊥B，f⊥v正电荷所受电场力方向与电场方向相同，负电荷所受电场力方向与电场方向相反作用力做功情况任何情况下都不做功可能做正功、负功，也可能不做功作用力为零时场的情况f为零，B不一定为零F为零，E一定为零作用力效果只改变电荷运动的速度方向，不改变速度大小既可以改变电荷运动的速度大小，也可以改变电荷运动的方向【典型例题1】真空中有两根足够长直导线ab、cd平行放置，通有恒定电流I1、I2，导线ab的电流方向如图．在两导线所在的平面内，一带电粒子由P运动到Q，轨迹如图中PNQ所示，NQ为直线，粒子重力忽略不计．下列说法中正确的是()A．该粒子带正电B．粒子从P到Q的过程中动能增加C．导线cd中通有从c到d方向的电流D．导线cd电流I2小于导线ab电流I1考点2带电粒子在匀强磁场中的运动1．带电粒子在匀强磁场中的运动是每年高考必考内容之一．一般以选择题和计算题的形式出现，可以与其他知识相综合，难度中等以上，分值较高，以考查学生的抽象思维和逻辑推理能力为主．2．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)带电粒子在有界磁场中运动的常见情形．①直线边界(进出磁场具有对称性，如图所示)②平行边界(存在临界条件，如图所示)③圆形边界(沿径向射入必沿径向射出，如图所示)(2)带电粒子在有界磁场中的圆心、半径及运动时间的确定①圆心的确定确定圆心常用的方法是找两个洛伦兹力的交点，因为洛伦兹力提供向心力，其方向一定指向圆心．若已知粒子运动轨迹上两点的速度方向，由左手定则判断出在这两点粒子所受的洛伦兹力方向，则两洛伦兹力方向的交点即...