2019版高考物理一轮复习第九章磁场第2讲磁场对运动电荷的作用学案

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1、第2讲　磁场对运动电荷的作用微知识1洛伦兹力1．定义运动电荷在磁场中所受的力。2．大小(1)v∥B时，F＝0。(2)v⊥B时，F＝Bqv。(3)v与B夹角为θ时，F＝Bqvsinθ。3．方向F、v、B三者的关系满足左手定则。4．特点由于F始终与v的方向垂直，故洛伦兹力永不做功。特别提醒　洛伦兹力是安培力的微观实质，安培力是洛伦兹力的宏观表现。微知识2带电粒子在磁场中的运动1．若带电粒子的速度方向与匀强磁场方向平行，带电粒子以入射速度v做匀速直线运动。2．若带电粒子的速度方向与匀强磁场方向垂直，带电粒子在垂直于磁感线的平面内，以入射速度v做匀速

2、圆周运动。(1)基本公式①向心力公式：Bqv＝。②轨道半径公式：R＝。③周期、频率和角速度公式：T＝＝，f＝＝，ω＝＝2πf＝。④动能公式：Ek＝mv2＝。(2)T、f和ω的特点T、f和ω的大小与轨道半径R和运行速率v无关，只与磁场的磁感应强度和粒子的比荷有关。一、思维辨析(判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。)1．带电粒子在磁场中运动时一定受到磁场力作用。(×)2．带电粒子只受洛伦兹力作用时运动的动能一定不变。(√)3．根据公式T＝，带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期与速度大小成反比。(×)4．运动电荷在磁场中可能做匀速直线运动

3、。(√)5．洛伦兹力的方向垂直于B和v决定的平面，洛伦兹力对运动电荷不做功。(√)二、对点微练1．(洛伦兹力方向)(多选)关于洛伦兹力方向的判定，以下说法正确的是(　　)A．用左手定则判定洛伦兹力方向时，“四指指向”与电荷定向运动方向相同B．用左手定则判定洛伦兹力方向时，“四指指向”与电荷运动形成等效电流方向相同C．正电荷在磁场中受洛伦兹力的方向即是该处磁场方向D．若将在磁场中的运动电荷＋q换为－q且速度方向反向，则洛伦兹力方向不变解析　运用左手定则时，“四指指向”应沿电荷定向移动形成的等效电流方向，而不一定沿电荷定向运动方向，因为负电荷定向

4、移动形成电流的方向与其运动方向反向，通过左手定则所确定的洛伦兹力与磁场之间的关系可知：两者方向相互垂直，而不是相互平行。答案　BD　2．(洛伦兹力大小)带电粒子垂直匀强磁场方向运动时，会受到洛伦兹力的作用。下列表述正确的是(　　)A．洛伦兹力对带电粒子做功B．洛伦兹力不改变带电粒子的动能C．洛伦兹力的大小与速度无关D．洛伦兹力不改变带电粒子的速度方向解析　根据洛伦兹力的特点，洛伦兹力对带电粒子不做功，A项错，B项对；根据F＝qvB可知，大小与速度有关。洛伦兹力的效果就是改变物体的运动方向，不改变速度的大小。答案　B　3．(带电粒子在匀强磁场中

5、的匀速圆周运动)质量和电量都相等的带电粒子M和N，以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图中虚线所示，下列表述正确的是(　　)A．M带负电，N带正电B．M的速率小于N的速率C．洛伦兹力对M、N做正功D．M的运行时间大于N的运行时间解析　由左手定则可知，N粒子带正电，M粒子带负电，A项正确；又rN

6、心

7、微

8、讲1．洛伦

9、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类别洛伦兹力电场力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产生条件磁场中静止电荷、沿磁场方向运动的电荷将不受洛伦兹力电场中的电荷无论静止，还是沿任何方向运动都要受到电场力方向方向由电荷正负、磁场方向以及电荷运动方向决定，各方向之间关系遵循左手定则：洛伦兹力方向一定垂直于磁场方向以及电荷运动方向(电荷运动方向与磁

10、场方向不一定垂直)方向由电荷正负、电场方向决定：正电荷受力方向与电场方向一致，负电荷受力方向与电场方向相反大小F＝qvB(v⊥B)F＝qE做功情况一定不做功可能做正功，可能做负功，也可能不做功典

11、例

12、微

13、探【例1】　如图所示，由绝缘细线悬挂的带负电荷的小球，在一匀强磁场中摆动，匀强磁场的方向垂直纸面向里，小球在AB间摆动过程中，由A摆到最低点C时，细线拉力的大小为F1，小球加速度大小为a1；由B摆到最低点C时，细线拉力的大小为F2，小球加速度大小为a2，则(　　)A．F1＞F2，a1＝a2　　　B．F1＜F2，a1＝a2C．F1＞F2，a1＞

14、a2D．F1＜F2，a1＜a2【解题导思】(1)小球在磁场中运动时受到哪些力作用？哪些力做功？答：小球受到重力、细线的拉力和洛伦兹力作用，只有重力做功，其他力不做功