专题 第二节 磁场对运动电荷的作用力 题型分析-2020-2021学年高中物理同步备课学案（2019人教版选择性必修第二册）

专题　磁场对运动电荷的作用力 题型分析 专题一 洛伦兹力 INCLUDEPICTURE"左括.TIF" 例1 一个质量为m＝0.1 g的小滑块，带有q＝5×10－4 C的电荷量，放置在倾角α＝30°的光滑斜面上(绝缘)，斜面置于B＝0.5 T的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，如图所示。小滑块由静止开始沿斜面下滑，其斜面足够长，小滑块滑至某一位置时要离开斜面。求：(取g＝10 m/s2) (1)小滑块带何种电荷？(2)小滑块离开斜面时的瞬时速度多大？ (3)该斜面的长度至少多长？ [解析]　(1)小滑块沿斜面下滑的过程中，受重力mg、斜面支持力FN和洛伦兹力F。若要小滑块离开斜面，洛伦兹力F方向应垂直于斜面向上，根据左手定则可知，小滑块应带有负电荷。 (2)小滑块沿斜面下滑时，垂直斜面方向的加速度为零，有 qvB＋FN－mgcos α＝0， 当FN＝0时，小滑块开始脱离斜面，所以 v＝eq \f(mgcos α,Bq)＝eq \f(0.1×10－3×10×\f(\r(3),2),0.5×5×10－4) m/s＝2eq \r(3) m/s≈3.46 m/s。 (3)下滑过程中，小滑块做初速度为零的匀加速直线运动，对小滑块： 由牛顿第二定律得：mgsin α＝ma， 由运动学公式得：v2＝2as， 解得：s＝eq \f(v2,2gsin α)＝1.2 m。 [答案]　(1)带负电　(2)3.46 m/s　(3)1.2 m 归纳总结：洛伦兹力的方向始终和带电粒子的运动方向垂直，带电粒子受到的洛伦兹力对粒子不做功，不会改变粒子的速度大小，只会改变粒子的速度方向. 专题二 带电粒子在磁场中的运动 例2 如图所示，在磁感应强度为B的水平匀强磁场中，有一足够长的绝缘细棒OO′在竖直面内垂直于磁场方向放置，细棒与水平面夹角为α.一质量为m、带电荷量为＋q的圆环A套在OO′棒上，圆环与棒间的动摩擦因数为μ，且μ<tanα.现让圆环A由静止开始下滑，试问圆环在下滑过程中： (1)圆环A的最大加速度为多大？获得最大加速度时的速度为多大？ (2)圆环A能够达到的最大速度为多大？ 解析：(1)由于μ<tanα，所以环将由静止开始沿棒下滑．环A沿棒运动的速度为v1时，受到重力mg、洛伦兹力qv1B、杆的弹力FN1和摩擦力Ff1＝μFN1. 根据牛顿第二定律，对圆环A沿棒的