2019年高考物理一轮复习第09章磁场第2讲磁场对运动电荷的作用学案新人教版

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1、第二讲　磁场对运动电荷的作用一洛伦兹力及其方向和大小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)建立模型已知：I⊥B匀强、导线截面积S、电荷电量q、电荷定向移动速率v、单位体积内电荷数n、导线长度L(2)推导：导线中的电流I＝nqvS，导线所受安培力F＝BIL，导线中的自由电荷数N

2、＝nLS，一个运动电荷所受的力f＝＝qvB(3)特点：洛伦兹力f既垂直B又垂直v，所以洛伦兹力不做功.二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．半径和周期公式：(v⊥B)4．试画出图中几种情况下带电粒子的运动轨迹．提示：1．判断正误(1)带电粒子在磁场中一定会受到磁场力的作用．

3、(　　)(2)洛伦兹力的方向在特殊情况下可能与带电粒子的速度方向不垂直．(　　)(3)根据公式T＝，说明带电粒子在匀强磁场中的运动周期T与v成反比．(　　)(4)由于安培力是洛伦兹力的宏观表现，所以洛伦兹力也可能做功．(　　)(5)带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时，其运动半径与带电粒子的比荷有关．(　　)(6)带电粒子在电场越强的地方受电场力越大，同理带电粒子在磁场越强的地方受磁场力越大．(　　)答案：(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√　(6)×2．下列说法正确的是(　　)A．运动电荷在磁感应强度

4、不为零的地方，一定受到洛伦兹力的作用B．运动电荷在某处不受洛伦兹力作用，则该处的磁感应强度一定为零C．洛伦兹力既不能改变带电粒子的动能，也不能改变带电粒子的速度D．洛伦兹力对带电粒子不做功解析：选D　运动电荷在磁场中所受的洛伦兹力F＝qvBsinθ，所以F的大小不但与q、v、B有关系，还与v与B的夹角θ有关系，当θ＝0°或180°时，F＝0，此时B不一定等于零，所以A、B错误；洛伦兹力与粒子的速度始终垂直，所以洛伦兹力对带电粒子不做功，粒子的动能也就不变，但粒子速度方向改变，所以C错，D对．3．下列关于洛伦兹力的说

5、法中，正确的是(　　)A．只要速度大小相同，所受洛伦兹力就相同B．如果把＋q改为－q，且速度反向，大小不变，则洛伦兹力的大小、方向均不变C．洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直，磁场方向一定与电荷运动方向垂直D．粒子在只受到洛伦兹力作用下运动的动能、速度均不变解析：选B　因为洛伦兹力的大小不但与粒子速度大小有关，而且与粒子速度的方向有关，如当粒子速度与磁场垂直时F＝qvB，当粒子速度与磁场平行时F＝0.又由于洛伦兹力的方向永远与粒子的速度方向垂直，因而速度方向不同时，洛伦兹力的方向也不同，所以A选项错误．因为＋q改为

6、－q且速度反向，由左手定则可知洛伦兹力方向不变，再由F＝qvB知大小也不变，所以B选项正确．因为电荷进入磁场时的速度方向可以与磁场方向成任意夹角，所以C选项错误．因为洛伦兹力总与速度方向垂直，因此，洛伦兹力不做功，粒子动能不变，但洛伦兹力可改变粒子的运动方向，使粒子速度的方向不断改变，所以D选项错误．4．处于匀强磁场中的一个带电粒子，仅在磁场力作用下做匀速圆周运动．将该粒子的运动等效为环形电流，那么此电流值(　　)A．与粒子电荷量成正比B．与粒子速率成正比C．与粒子质量成正比D．与磁感应强度成正比解析：选D　粒子仅

7、在磁场力作用下做匀速圆周运动有qvB＝m.得R＝，周期T＝＝，其等效环形电流I＝＝，故D选项正确．5．如图所示，一个质量为m，电荷量为＋q的带电粒子，在磁感应强度为B的匀强磁场中，以垂直于磁场方向的速度v做匀速圆周运动．(1)画出粒子此时所受洛伦兹力的方向及运动轨迹示意图；(2)推导轨道半径公式；(3)推导运动周期公式．解：(1)如图所示(2)带电粒子运动过程中所受洛伦兹力F洛＝qvB洛伦兹力提供向心力F洛＝m解得轨道半径r＝(3)带电粒子运动周期T＝＝考点一洛伦兹力的特点与应用1.洛伦兹力的特点(1)利用左手定则

8、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)洛伦兹力一定不做功．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．3．洛伦兹力与电场力的比较洛伦兹力电场力产生条件v