1.2 磁场对运动电荷的作用力-2021-2022学年高二物理精讲与精练高分突破考点专题系列（人教版2019选择性必修第二册）

第一章：安培力与洛伦兹力 1.2：磁场对运动电荷的作用力 一：知识精讲归纳 考点一、洛伦兹力的方向和大小 1．洛伦兹力 (1)定义：运动电荷在磁场中受到的力． (2)与安培力的关系：通电导线在磁场中受到的安培力是洛伦兹力的宏观表现． 2．洛伦兹力的方向 左手定则：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内，让磁感线从掌心垂直进入，并使四指指向正电荷运动的方向，这时拇指所指的方向就是运动的正电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向．负电荷受力的方向与正电荷受力的方向相反． 3．洛伦兹力的大小 (1)当v与B成θ角时，F＝qvBsin θ. (2)当v⊥B时，F＝qvB. (3)当v∥B时，F＝0. 考点二、电子束的磁偏转 1．显像管的构造：如图1所示，由电子枪、偏转线圈和荧光屏组成． 图1 2．显像管的原理 (1)电子枪发射高速电子．(2)电子束在磁场中偏转．(3)荧光屏被电子束撞击时发光． 3．扫描：在偏转区的水平方向和竖直方向都有偏转磁场，其方向、强弱都在不断变化，使得电子束打在荧光屏上的光点从上向下、从左向右不断移动． 技巧规律归纳： 1．洛伦兹力的方向总是与电荷运动的方向及磁场方向垂直，即洛伦兹力的方向总是垂直于运动电荷速度方向和磁场方向确定的平面．即F、B、v三个量的方向关系是：F⊥B，F⊥v，但B与v不一定垂直，如图甲、乙所示． 2．在用左手定则判断运动的电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向时，对于正电荷，四指指向电荷的运动方向；但对于负电荷，四指应指向电荷运动的反方向． 1．洛伦兹力与安培力的关系 (1)安培力是导体中所有定向移动的自由电荷受到的洛伦兹力的宏观表现，而洛伦兹力是安培力的微观本质． (2)洛伦兹力对电荷不做功，但安培力却可以对导体做功． 对应力内容项目 洛伦兹力 电场力 性质 磁场对在其中运动的电荷的作用力 电场对放入其中电荷的作用力 产生条件 v≠0且v不与B平行 电场中无论电荷处于何种状态F≠0 大小 F＝qvB(v⊥B) F＝qE 方向 满足左手定则F⊥B、F⊥v 正电荷受力方向与电场方向相同，负电荷受力方向与电场方向相反 做功情况 任何情况下都不做功 可能做正功、负功，也可能不做功 作用效果 只改变电荷运动的速度方向，不改变速度大小 既可以改变电荷运动的速度大小，也可以改变电荷运动的方向 2．洛伦兹力的大小：F＝qvBsin θ，θ为电荷运动的方向与磁感应强度方向的夹角． (1)当θ＝90°时，v⊥B，sin θ＝1，F＝qvB，即运动方向与磁场垂直时，洛伦兹力最大． (2)当v∥B时，θ＝0°，sin θ＝0，F＝0，即运动方向与磁场平行时，不受洛伦兹力． 二：考点题型归纳 题型一：洛伦兹力的方向 1．（2021·贵州·凯里一中高二期中）某种放射性物质发射的三种射线在如图所示的磁场中分裂成①、②、③三束。那么在这三束射线中（　　） A．射线①带负电 B．射线②不带电 C．射线③带正电 D．无法判断 2．（2021·重庆一中高二期中）带电荷量为 的不同粒子垂直匀强磁场方向运动时会受到洛伦兹力的作用。下列说法中正确的是（　　） A．只要速度大小相同，所受洛伦兹力就相同 B．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 C．如果把 改为 ，且速度反向、大小不变，则此时其所受洛伦兹力的大小、方向均不变 D．粒子在只受洛伦兹力作用时运动的动能、速度均不变 3．（2021·贵州·高二学业考试）赤道上空地磁场的方向可视为由南向北（俯视图如下）。一带正电的宇宙粒子从赤道上空竖直向下运动时（即图中垂直于纸面向里），在地磁场的作用下，该粒子将（　　） A．向南偏 B．向北偏 C．向西偏 D．向东偏 题型二：洛伦兹力的计算 4．（2021·四川省邛崃市高埂中学高二月考）如图所示，一带负电的滑块从粗糙斜面的顶端滑至底端时的速度为v，若加一个垂直纸面向外的匀强磁场，并保证滑块能滑至底端，则它滑至底端时（　　） A．速率变大 B．速率不变 C．洛仑兹力方向垂直斜面向上 D．洛仑兹力方向垂直斜面向下 5．（2020·安徽省定远县第三中学高二月考）如图所示，一个带正电的电荷量为q、质量为m的小带电体处于方向垂直于纸面向里的匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B。为了使小带电体对水平绝缘面正好无压力，应该使 A．B的数值增大 B．B的数值减小 C．带电体以速度 向右移动 D．带电体以速度 向左移动 6．（2021·全国·高二课时练习）质量为m、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，下面说法中正确的是（　　） A．小物块一定带正