高考物理一轮 （考纲自主研读+命题探究+高考全程解密） 第2讲磁场对运动电荷的作用（含解析） 新人教版VIP专享VIP免费

第2讲磁场对运动电荷的作用洛伦兹力Ⅱ(考纲要求)【思维驱动】(单选)(·黄山检测)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()．解析根据左手定则，A中F方向应向上，B中F方向应向下，故A错、B对．C、D中都是v∥B，F＝0，故C、D都错．答案B【知识存盘】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，F⊥v，即F垂直于B和v决定的平面．3．洛伦兹力的大小(1)ν∥B时，洛伦兹力F＝0．(θ＝0°或180°)(2)ν⊥B时，洛伦兹力F＝qvB．(θ＝90°)(3)ν＝0时，洛伦兹力F＝0．带电粒子在匀强磁场中的运动Ⅱ(考纲要求)【思维驱动】试画出下图中几种情况下带电粒子的运动轨迹，并说出其运动性质．答案【知识存盘】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．3．半径和周期公式：(v⊥B)质谱仪和回旋加速器的基本原理Ⅰ(考纲要求)【思维驱动】(多选)如图8－2－1所示，图8－2－1一个质量为m、电荷量为e的粒子从容器A下方的小孔S，无初速度地飘入电势差为U的加速电场，然后垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打在照相底片M上．下列说法正确的是()．A．粒子进入磁场时的速率v＝B．粒子在磁场中运动的时间t＝C．粒子在磁场中运动的轨道半径r＝D．若容器A中的粒子有初速度，则粒子仍将打在照相底片上的同一位置解析在加速电场中由动能定理得eU＝mv2，所以粒子进入磁场时的速度v＝，A正确；由evB＝m得粒子的半径r＝＝，C正确；粒子在磁场中运动了半个周期t＝＝，B错误；若容器A中的粒子有初速度，则粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径发生变化，不能打在底片上的同一位置，D错误．答案AC【知识存盘】1．质谱仪图8－2－2(1)构造：如图8－2－2所示，由粒子源、加速电场、偏转磁场和照相底片等构成．(2)原理：粒子由静止被加速电场加速，根据动能定理可得关系式qU＝mv2.粒子在磁场中受洛伦兹力作用而偏转，做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律得关系式qvB＝．由两式可得出需要研究的物理量，如粒子轨道半径、粒子质量、比荷．r＝__，m＝，＝．图8－2－32．回旋加速器(1)构造：如图8－2－3所示，D1、D2是半圆金属盒，D形盒的缝隙处接交流电源．D形盒处于匀强磁场中．(2)原理：交流电的周期和粒子做圆周运动的周期相等，粒子在圆周运动的过程中一次一次地经过D形盒缝隙，两盒间的电势差一次一次地反向，粒子就会被一次一次地加速．由qvB＝，得Ekm＝，可见粒子获得的最大动能由磁感应强度和D形盒半径决定，与加速电压无关．记一记1．运动电荷在磁场中不一定受洛伦兹力作用．2．左手判断洛伦兹力方向，但一定分正、负电荷．3．洛伦兹力一定不做功．4．当v⊥B时粒子做匀速圆周运动．考点一洛伦兹力的特点及应用【典例1】(单选)如图8－2－4所示，图8－2－4在竖直绝缘的平台上，一个带正电的小球以水平速度v0抛出，落在地面上的A点，若加一垂直纸面向里的匀强磁场，则小球的落点()．A．仍在A点B．在A点左侧C．在A点右侧D．无法确定解析洛伦兹力虽不做功，但可以改变小球的运动状态(改变速度的方向)，小球做曲线运动，在运动中任一位置受力如图所示，小球受到了斜向上的洛伦兹力的作用，小球在竖直方向的加速度ay＝