第九章 第2讲 磁场对运动电荷的作用-【创新教程】2024高考物理总复习大一轮教师用书word（老教材，人教版）

第2讲　磁场对运动电荷的作用 [必备知识·填一填] [知识点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＝　qvB　. (3)v与B夹角为θ时，F＝　qvBsin_θ　. 3．方向 (1)左手定则判定：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正电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向． (2)方向特点：F⊥B，F⊥v.即F垂直于　B、v　决定的平面．(注意B和v可以有任意夹角)． 由于F始终　垂直于　v的方向，故洛伦兹力永不做功． [思维诊断]► 判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”． (1)带电粒子在磁场中运动时一定会受到磁场力的作用．( × ) (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)洛伦兹力和安培力是性质完全不同的两种力．( × ) (4)粒子在只受到洛伦兹力作用时运动的动能不变．( √ ) (5)带电粒子只要速度大小相同，所受洛伦兹力就相同．( × ) [知识点2]　带电粒子在匀强磁场中的运动　 1．若v∥B，带电粒子以入射速度v做　匀速直线　运动． 2．若v⊥B，带电粒子在垂直于磁感线的平面内，以入射速度v做　匀速圆周　运动． 3．基本公式 (1)向心力公式：qvB＝　m　. (2)轨道半径公式：r＝　　. (3)周期公式：T＝＝；f＝＝　　；ω＝＝2πf＝　　. [思维诊断]► 判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”． (1)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．( × ) (2)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．( √ ) (3) 带电粒子在磁场中一定做匀速圆周运动．( × ) [教材挖掘·做一做] 1．(人教版选修3－1 P98第1题改编)下列各图中，运动电荷的速度方向、磁感应强度方向和电荷的受力方向之间的关系正确的是(　　) 答案：B 2．(人教版选修3－1 P97思考与讨论改编)(多选)如图所示，电视机的显像管中，电子束的偏转是用磁偏转技术实现的，电子束经过加速电场区域后，进入一圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直于圆面．不加磁场时，电子束将通过磁场中心O而打到屏幕上的中心M，加磁场后电子束偏转到屏幕边缘的P点外侧．现要使电子束偏转回到P点．可行的办法是(　　) A．增大加速电压 B．增加偏转磁场的磁感应强度 C．将圆形磁场区域向屏幕靠近些 D．将圆形磁场的半径增大些 解析：AC　[当射入圆形磁场的电子运动的半径越大，圆形磁场射出时偏转角越小，故要使电子束偏转回到P点，可以增大电子在磁场中运动的半径，由r＝可知，增大速度或减小偏转磁场的磁感应强度都可使运动半径增大，故选项A正确，B错误．由题图可知C正确．将圆形磁场的半径增大些，电子束一定偏转到P点外侧，选项D错误．] 3．(人教版选修3－1 P99演示改编)如图为洛伦兹力演示仪的结构图．励磁线圈产生的匀强磁场方向垂直纸面向外，电子束由电子枪产生，其速度方向与磁场方向垂直．电子速度大小可通过电子枪的加速电压来控制，磁场强弱可通过励磁线圈的电流来调节．下列说法正确的是(　　) A．仅增大励磁线圈的电流，电子束径迹的半径变大 B．仅提高电子枪的加速电压，电子束径迹的半径变大 C．仅增大励磁线圈的电流，电子做圆周运动的周期将变大 D．仅提高电子枪的加速电压，电子做圆周运动的周期将变大 解析：B　[当仅增大励磁线圈的电流时，也就是增大磁感应强度B，由牛顿第二定律知qvB＝m，得R＝，电子束径迹的半径变小，选项A错误；当仅提高电子枪的加速电压时，由qU＝mv2和qvB＝m得R＝，可知电子束径迹的半径变大，选项B正确；由T＝＝知，增大励磁线圈的电流，B增大，T减小，电子做圆周运动的周期T与速度v大小无关，仅提高加速电压，T不变，选项C、D错误．] 4．(人教版选修3－1 P102第3题改编)如图所示，一束质量、速度和电荷不全相等的离子，经过由正交的匀强电场和匀强磁场组成的速度选择器后，进入另一个匀强磁场中并分裂为A、B两束，下列说法中正确的是(　　) A．组成A束和B束的离子都带负电 B．组成A束和B束的离子质量一定不同 C．A束离子的比荷大于B束离子的比荷 D．速度选择器中的磁场方向垂直于纸面向外 答案：C 考点一　对洛伦兹力的理解 [考点解读] 1．洛伦兹力的特点 (1)利用左手定则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