2023届高考物理一轮复习讲义：1.2 磁场对运动电荷的作用力

复习：磁场对运动电荷的作用 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)洛伦兹力永不做功。 2．带电粒子垂直射入匀强磁场中的公式 (1)向心力公式：qvB＝；(2)半径公式：r＝；(3)周期公式：T＝。 3．对带电粒子在匀强磁场中运动的两点提醒 (1)带电粒子在匀强磁场中运动时，若速率变化，则引起轨道半径变化，但运动周期并不发生变化。 (2)微观粒子在发生碰撞或衰变时常满足系统动量守恒，但因m、q、v等的改变，往往造成轨道半径和周期的改变。 4.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。 知识点一：洛伦兹力的大小和方向 【例1】带电荷量为＋q的粒子在匀强磁场中运动，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．如果把＋q改为－q，且速度反向、大小不变，则其所受洛伦兹力的大小、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．粒子在只受洛伦兹力作用下运动的动能、速度均不变 知识点二：半径和周期公式的应用　 【例2】在同一匀强磁场中，两带电量相等的粒子，仅受磁场力作用，做匀速圆周运动。下列说法正确的是(　 ) A．若速率相等，则半径必相等 B．若质量相等，则周期必相等 C．若动量大小相等，则半径必相等 D．若动能相等，则周期必相等 【变式1】如图所示，M、N为两根垂直纸面的平行长直导线，O为M、N连线中点，一电子沿过O点垂直纸面的直线向外射出，当两导线同时通有如图方向电流时，该电子将(　　) A．向上偏转 B．向下偏转 C．向左偏转 D．向右偏转 【变式2】在探究射线性质的过程中，让质量为m1、带电荷量为2e的α粒子和质量为m2、带电荷量为e的β粒子，分别垂直于磁场方向射入同一匀强磁场中，发现两种粒子沿半径相同的圆轨道运动。则α粒子与β粒子的动能之比是(　　) A. B. C. D. 知识点三：洛伦兹力与动能动量相联系 【例3】如图所示，表面粗糙的斜面固定于地面上，并处于方向垂直纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场中。质量为m、电荷量为＋Q的小滑块从斜面顶端由静止下滑。在滑块下滑的过程中，下列判断正确的是(　　) A．滑块受到的摩擦力不变 B．滑块到达地面时的动能与B的大小无关 C．滑块受到的洛伦兹力方向垂直斜面向下 D．B很大时，滑块可能静止于斜面上 【变式3】一电中性微粒静止在垂直纸面向里的匀强磁场中，在某一时刻突然分裂成a、b和c三个微粒，a和b在磁场中做半径相等的匀速圆周运动，环绕方向如图1所示，c未在图中标出。仅考虑磁场对带电微粒的作用力，下列说法正确的是(　　) A．a带负电荷 B．b带正电荷 C．c带负电荷 D．a和b的动量大小一定相等 第1页 第2页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 知识点四：洛伦兹力与基本粒子相联系 【例4】一个带电粒子沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场，粒子的一段轨迹如图所示，轨迹上的每一小段都可近似看成圆弧．由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子的能量逐渐减小(带电荷量不变)，则从图中情况可以确定(　　) A．粒子从a到b，带正电 B．粒子从a到b，带负电 C．粒子从b到a，带正电 D．粒子从b到a，带负电 知识点五：　带电粒子在直线边界磁场中运动　（常见的4种边界）　　　 　 【例5】如图所示，直角坐标系xOy中，y＞0区域有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小为B，很多质量为m、带电荷量为＋q的相同粒子在纸面内从O点沿与竖直方向成60°角方向向第一象限以不同速率射入磁场，关于这些粒子的运动，下列说法正确的是(　 ) A．所有粒子在整个磁场中的运动轨迹长度都相同 B．所有粒子在整个磁场中的运动时间都相同，均为 C．所有粒子经过y轴时速度的方向可能不同 D．所有粒子从O点运动到y轴所用时间都相同，均为 类型3　圆形边界的磁场 带电粒子在圆形边界的磁场中运动的两个特点： 1．若粒子沿着边界圆的某一半径方向射入磁场，则粒子一定沿着另一半径方向射出磁场(或者说粒子射出磁场的速度的反向延长线一定过磁场区域的圆心)，如图甲所示。 2．若粒子射入磁场时速度方向与入射点对应半径夹角为θ，则粒子射出磁场时速度方向与出