（鲁京津琼）高考物理总复习 第九章 磁场 第2讲 磁场对运动电荷的作用教案-人教版高三全册物理教案VIP专享VIP免费

第2讲磁场对运动电荷的作用知识排查洛伦兹力1.洛伦兹力：磁场对运动电荷的作用力叫洛伦兹力。2.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；拇指——指向洛伦兹力的方向。(2)方向特点：F⊥B且F⊥v，即F垂直于B和v决定的平面。3.洛伦兹力的大小(1)v∥B时，洛伦兹力F＝0。(θ＝0°或180°)(2)v⊥B时，洛伦兹力F＝qvB。(θ＝90°)(3)v与B方向成θ角时，洛伦兹力F＝qvBsin_θ(θ为任意角)。带电粒子在匀强磁场中的运动1.若v∥B，带电粒子不受洛伦兹力，在匀强磁场中做匀速直线运动。2.若v⊥B，带电粒子仅受洛伦兹力作用，在垂直于磁感线的平面内以入射速度v做匀速圆周运动。如下图，带电粒子在匀强磁场中：①中粒子做匀速圆周运动；②中粒子做匀速直线运动；③中粒子做匀速圆周运动。3.半径和周期：(v⊥B)小题速练1.思考判断(1)带电粒子在磁场中运动时一定会受到洛伦兹力的作用。()(2)洛伦兹力的方向可以与带电粒子的速度方向平行。()(3)公式T＝说明带电粒子在匀强磁场中的运动周期T与v成反比。()答案(1)×(2)×(3)×2.[人教版选修3－1·P98·T1改编]下列各图中，运动电荷的速度方向、磁感应强度方向和电荷的受力方向之间的关系正确的是()答案B3.(2015·全国卷Ⅰ，14)两相邻匀强磁场区域的磁感应强度大小不同、方向平行。一速度方向与磁感应强度方向垂直的带电粒子(不计重力)，从较强磁场区域进入到较弱磁场区域后，粒子的()A.轨道半径减小，角速度增大B.轨道半径减小，角速度减小C.轨道半径增大，角速度增大D.轨道半径增大，角速度减小解析分析轨道半径：带电粒子从较强磁场区域进入到较弱磁场区域后，粒子的速度v大小不变，磁感应强度B减小，由r＝可知，轨道半径增大。分析角速度：由T＝可知，粒子在磁场中运动的周期增大，根据ω＝知角速度减小，选项D正确。答案D对洛伦兹力的理解1.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。2.洛伦兹力与安培力的联系及区别(1)安培力是洛伦兹力的宏观表现，二者性质相同，都是磁场力。(2)安培力可以做功，而洛伦兹力对运动电荷不做功。1.(2019·大兴区模拟)从太阳和其他星体发射出的高能粒子流，在射向地球时，由于地磁场的存在，改变了运动方向，对地球起到了保护作用。如图1为地磁场的示意图(虚线，方向未标出)，赤道上方的磁场可看成与地面平行，若有来自宇宙的一束粒子流，其中含有α(He的原子核)、β(电子)、γ(光子)射线以及质子，沿与地球表面垂直的方向射向赤道上空，则在地磁场的作用下()图1A.α射线沿直线射向赤道B.β射线向西偏转C.γ射线向东偏转D.质子向北偏转解析赤道上方磁场方向与地面平行、由南向北，根据左手定则可知，带正电的α射线和质子向东偏转，带负电的β射线向西偏转，不带电的γ射线不偏转，选项B正确。答案B2.如图2，a是竖直平面P上的一点，P前有一条形磁铁垂直于P，且S极朝向a点，P后一电子在偏转线圈和条形磁铁的磁场的共同作用下，在水平面内向右弯曲经过a点。在电子经过a点的瞬间，条形磁铁的磁场对该电子的作用力的方向()图2A.向上B.向下C.向左D.向右解析条形磁铁在a点产生的磁场方向垂直竖直平面P向外，电子运动方向水平向右，由左手定则可知，电子所受洛伦兹力方向向上，A项正确。答案A带电粒子在有界匀强磁场中的圆周运动问题1.带电粒子在匀强磁场中圆周运动圆心的确定方法一若已知粒子轨迹上的两点的速度方向，则可根据洛伦兹力F⊥v，分别确定两点处洛伦兹力F的方向，其交点即为圆心，如图3甲；方法二若已知粒子运动轨迹上的两点和其中某一点的速度方向，则可作出此两点的连线(即过这两点的圆弧的弦)的中垂线，中垂线与速度垂线的交点即为圆心，如图乙。图32.带电粒子在常见的边界磁场中运动(1)直线边界的磁场：如图4所示，粒子进出磁场具有对称性，且粒子以多大的锐角θ射入磁场，就以多大的锐角θ射出磁场；粒子进入磁场时的速度v垂直于边界时，出射点距离入射点最远，且dm...