选择性必修第二册 第2讲 磁场对运动电荷的作用-【全频累积】2023高中物理知识点考点全频积累高一高二高三全适用

高中知识点考点全频累积　物理 296 第2讲 磁场对运动电荷的作用 知识点1　洛伦兹力的方向 1. 洛伦兹力的定义:运动电荷在磁场中受到的力称为洛伦兹力 􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍 . 2. 洛伦兹力的方向 (1) 判断方法:左手定则. (2) 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,如图所 示.负电荷受力的方向与正电荷受力的方向相反. 判断洛伦兹力的方向 知识点2　洛伦兹力的大小 􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍 1. 电荷量为q的粒子以速度v 运动时,如果速度方向与磁感应强度方向 垂直,则F=qvB. 2. 当电荷沿磁场方向运动(即θ=0或v∥B)时,F=0. 3. 当电荷运动方向与磁场的方向夹角为θ时,F=qvBsin θ. 知识点3　电子束的磁偏转 1. 显像管的构造:电子枪、偏转线圈 􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍 和荧光屏. 显像管原理示意图(俯视图) 2. 显像管的原理 (1) 电子枪发射电子. (2) 电子束在磁场中偏转 􀪍􀪍􀪍􀪍 . (3) 荧光屏被电子束撞击发光. 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 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 x1 表现，而洛伦兹力是安培力的微观本质 利用左手定则判 断洛伦兹力的方向， 注意区分正、负电荷 电荷运动方向和 磁场方向间没有因果关 系，两者关系是不确定 的 .电荷运动方向和磁 场方向确定洛伦兹力方 向，F⊥B，F⊥ ，即F 垂直于 x2 的平面 洛伦兹力公式的推导：设有一段长为L，横截面积为S的直导线，单位 体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q，自由电荷定向移动 的速率为 .这段通电导线垂直磁场方向放入磁感应强度为B的匀强磁场中. （1）根据电流的定义式可知通电导线中的电流I = t = nS tq t =nqS . （2）通电导线所受的安培力F安=BIL=B（nqS ）L. （3）这段导线内的自由电荷数N=nSL. （4）每个电荷所受的洛伦兹力F洛= F安 N =q B. 当 ⊥B时，F=q B.如图示 当 ∥B时，F=0. 当 与B成θ角时，F=q Bsin θ.如图示 电子束在磁场中受到洛伦兹 力的作用，实现了电子的偏转， 使得整个荧光屏被电子撞击发光 电荷的电性、速度方向、磁感应强度的方向是决 定洛伦兹力方向的三个因素.当电性一定时，其他两个 因素有一个因素相反，则洛伦兹力方向必定相反；如 果同时让两个因素相反，则洛伦兹力方向将不变 与B不垂直 {#{QQABCYAQggCgAhBAAAhCQw1gCEKQkBEACCoOBBAMIAIAgQFABAA=}#} 297 在不断变化,使得电子束打在荧光屏上的光点不断移动,这在显示技术中叫作 扫描 􀪍􀪍􀪍􀪍 . 知识点4　带电粒子在匀强磁场中的运动 1. 洛伦兹力的特点:由于洛伦兹力方向始终与电荷运动的方向垂直,故洛 伦兹力对运动电荷不做功,它只改变电荷速度的方向,不改变电荷速度的大小. 2. 粒子的运动性质 (1) 若v∥B 时,粒子不受洛伦兹力作用,带电粒子以入射速度v做匀速直 线运动. (2) 若v⊥B 时,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) 当带电粒子的初速度方向与磁场方向成θ角时,粒子做等螺距螺旋 􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍􀪍 运动 􀪍􀪍􀪍􀪍 . 3. 基本规律 (1) 带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径 由牛顿第二定律得:qvB=m v2 r 解得:r= mv qB (2) 带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期 由T= 2πr v 得T= 2πm qB . 考点1　洛伦兹力 一、 洛伦兹力的大小和方向 (单选)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、带电量为+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