第九章 第2节 磁场对运动电荷的作用-【导与练】2024高考物理一轮复习高中总复习第1轮教学课件PPT（旧教材，人教版）

第2节　磁场对运动电荷的作用 积累 必备知识 一、洛伦兹力 1.定义:磁场对 的作用力。 2.大小 (1)v∥B时,F= 。 (2)v⊥B时,F= 。 (3)v与B的夹角为θ时,F= 。  3.方向 (1)判定方法:左手定则。 掌心——磁感线穿入掌心; 四指——指向正电荷运动的方向或负电荷运动的 ; 拇指——指向 的方向。 运动电荷 0 qvBsin θ qvB 反方向 洛伦兹力 (2)方向特点:F⊥B,F⊥v。即F垂直于 决定的平面。(注意B和v可以有任意夹角) 4.做功:洛伦兹力 。 5.洛伦兹力的推导:设有一段长度为L的通电导线,横截面积为S,导线每单位体积中含有的自由电荷数为n,每个自由电荷的电荷量为q,定向移动的平均速率为v,认为做定向移动的电荷是正电荷,导线方向与磁场方向垂直。 这段导线中电流的微观表达式为I= 。 这段导线受到的安培力为F安=ILB= 。 这段导线中含有的自由电荷数为N= 。 B、v 不做功 qnvS qnvSLB nLS 二、带电粒子在匀强磁场中的运动(不计重力) 1.若v∥B,带电粒子以入射速度v做 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 运动。 3.如图,带电粒子在匀强磁场中,甲中粒子做 运动,乙中粒子做 运动,丙中粒子做 运动。 匀速直线 匀速圆周 匀速圆周 匀速直线 匀速圆周 (2)半径公式:R= 。 注意:带电粒子在匀强磁场中运动的周期与速率无关。 1.易错辨析 (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。( 　) × × × (4)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。(　 　) (5)经过回旋加速器加速的带电粒子的最大动能是由D形盒的最大半径、磁感应强度B、加速电压的大小共同决定的。(　 　) (6)荷兰物理学家洛伦兹提出磁场对运动电荷有作用力的观点。(　 　) √ × √ 2.小题试做 (1)(多选)两个电荷量相等的粒子,在同一匀强磁场中受洛伦兹力而做匀速圆周运动(　 　) A.若速率相等,则半径必相等 B.若动能相等,则周期必相等 C.若质量相等,则周期必相等 D.若动量大小相等,则半径必相等 CD (2)(多选)如图所示,在匀强磁场中,磁感应强度B1=2B2,当不计重力的带电粒子从B1磁场区域运动到B2磁场区域时,粒子的(　 　) A.速率将加倍 B.轨迹半径将加倍 C.周期将加倍 D.做圆周运动的角速度将加倍 BC AD 提升 关键能力 考点一　洛伦兹力及其应用 1.(洛伦兹力方向判断)如图所示,在垂直纸面的方向上有三根长直导线,其横截面位于正方形的三个顶点b、c、d上,导线中通有大小相同的电流,方向如图所示,一带负电的粒子从正方形的中心O点沿垂直于纸面的方向向外运动,它所受洛伦兹力的方向为(　 　) A.沿O到a方向 B.沿O到c方向 C.沿O到d方向 D.沿O到b方向 A 解析:由安培定则可判断b、c、d三处导线在O点产生的磁场如图所示,由磁场的叠加原理可知它们的合磁场方向水平向左,再由左手定则可判断带负电的粒子所受洛伦兹力方向为沿O到a方向,故选A。 2.(洛伦兹力做功的特点)(2022·山东泰安质检)初速度为v0的电子,沿平行于通电长直导线的方向射出,直导线中电流方向与电子的初始运动方向如图所示,则(　 　) A.电子将向右偏转,速率不变 B.电子将向左偏转,速率改变 C.电子将向左偏转,速率不变 D.电子将向右偏转,速率改变 解析:由安培定则可知直导线右侧磁场的方向垂直纸面向里,再根据左手定则可知电子所受洛伦兹力方向水平向右,即电子将向右偏转,由于洛伦兹力不做功,电子动能不变,即速率不变,A项正确。 A 3.(洛伦兹力对带电体运动的影响)一个质量为m、带电荷量为-q的滑环套在水平且足够长的粗糙绝缘细杆上,整个装置处于方向如图所示的匀强磁场B中。现给滑环向左的初速度v0,以后的运动过程中滑环运动的速度图象可能是(　 　) C (1)洛伦兹力的特点。 ①洛伦兹力的方向总是垂直于运动电荷的速度方向和磁场方向共同确定的平面。注意区分正、负电荷。 ②运动电荷速度方向与磁场方向平行时不受洛伦兹力的作用。 ③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安培力是洛伦兹力的宏观表现,二者是相同性质的力。 ②安培力可以做功,而洛伦兹力