高考物理一轮复习讲义 第2讲 运动电荷在磁场中受到的力.doc

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1、第2讲　运动电荷在磁场中受到的力一、洛伦兹力的大小和方向1．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＝0时，洛伦兹力F＝0.2．洛伦兹力的方向(1)判定方法：应用左手定则①磁感线垂直穿过掌心．②四指指向正电荷运动的方向．③拇指指向正电荷所受洛伦兹力的方向．(2)方向特点：F⊥B，F⊥v.即F垂直于B和v决定的平面．(注意B和v可以有任意夹角)3．特点(1)洛伦兹力始终与速度方向垂直．(2)洛伦兹力不做功，只改变速度方向．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

2、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．1．有关洛伦兹力和安培力的描述，正确的是(　　)A．通电直导线在匀强磁场中一定受到安培力的作用B．安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现C．带电粒子在匀强磁场中运动受到的洛伦兹力做正功D．通电直导线在磁场中受到的安培力方向与磁场方向平行解析：　当通电直导线放置的方向与匀强磁场的方向平行时，通电直导线不受安培力的作用，则A错误；安培力是大量运动电荷所受的洛伦兹力的宏观表现，B正确；由于带电粒子所受的洛伦兹力的方向与粒子的速度方向始终是垂直的关系，因此洛伦兹力不做功，C

3、错误；由左手定则可知，磁场的方向与安培力的方向垂直，D错误．答案：　B2．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错，B对．根据F＝qvB，可知洛伦兹力的大小与速度有关，C错．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，D错．答案：　B3．如图所示，将一阴极射线管置于一通电螺线管的正上方，且在同一水平面内，则阴极射线将(　　)A．向外偏转　　B．向里偏转

4、C．向上偏转D．向下偏转解析：　由安培定则可知通电螺线管在阴极射线处磁场方向竖直向下，阴极射线带负电，结合左手定则可知其所受洛伦兹力垂直于纸面向外．难度易．答案：　A4．(2012·大纲全国卷)质量分别为m1和m2、电荷量分别为q1和q2的两粒子在同一匀强磁场中做匀速圆周运动．已知两粒子的动量大小相等．下列说法正确的是(　　)A．若q1＝q2，则它们做圆周运动的半径一定相等B．若m1＝m2，则它们做圆周运动的半径一定相等C．若q1≠q2则它们做圆周运动的周期一定不相等D．若m1≠m2，则它们做圆周运动的周期一定不相等解析：　粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由

5、qvB＝m得r＝，同一匀强磁场，即B相等，又因为两粒子的动量大小相等，所以有r∝，若q1＝q2，则r1＝r2，故A选项正确，B选项错误；由周期公式T＝，由于B相等，2π为常数，所以T∝，故C、D选项错误．答案：　A5.电子质量为m、电荷量为q，以速度v0与x轴成θ角射入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后落在x轴上的P点，如图所示，求：(1)O的长度；(2)电子从由O点射入到落在P点所需的时间t.解析：　(1)过O点和P点作速度方向的垂线，两线交点C即为电子在磁场中做匀速圆周运动的圆心，如图所示，则可知O＝2R·sinθBqv0＝m解得：O＝sinθ.(2)由图中可知：2θ＝ωt＝

6、t又v0＝ωR＝，解得：t＝.答案：　(1)sinθ　(2)1．对洛伦兹力的理解(1)只有运动电荷在磁场中才有可能受到洛伦兹力作用，静止电荷在磁场中不受洛伦兹力作用．(2)有关洛伦兹力的方向的理解①由于电荷有正负之分，故四指指向正电荷运动的方向或负电荷运动的反方向．②洛伦兹力垂直于v和B所决定的平面．③洛伦兹力始终和粒子的运动方向垂直．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，二者是相同性质的力，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．质量为m、带电荷量为q的小物块，从倾角为θ的光滑绝缘斜面上由静止下滑，整个斜面置于方向水平向里的匀

7、强磁场中，磁感应强度为B，如图所示．若带电小物块下滑后某时刻对斜面的作用力恰好为零，下列说法中正确的是(　　)A．小物块一定带正电荷B．小物块在斜面上运动时做匀加速直线运动C．小物块在斜面上运动时做加速度增大，而速度也增大的变加速直线运动D．小物块在斜面上下滑过程中，当小物块对斜面压力为零时的速率为解析：　小物块沿斜面下滑对斜面作用力为零时受力分析如图所示，小物块受到重力G和垂直于斜面向上的洛伦兹力F作用，故小物块带负电荷，A错误；小物块在斜面上运动时合力等于mgsinθ保持不变，做匀加速直