1.2磁场对运动电荷的作用力-2023-2024学年高二物理举一反三系列（人教版2019选择性必修第二册）

1.2磁场对运动电荷的作用力原卷版 目录 一、 【洛伦兹力的概念知识点梳理】 1 二、 【带电物体在洛伦兹力作用下的运动问题知识点梳理】 4 三、 【洛伦兹力与安培力的关系知识点梳理】 6 四、 【洛伦兹力对运动的可逆性、对称性的破坏知识点梳理】 8 五、 【电子束的磁偏转——显像管知识点梳理】 10 六、 【速度选择器知识点梳理】 11 七、 【磁流体发电机知识点梳理】 13 八、 【电磁流量计知识点梳理】 15 1、 【洛伦兹力的概念知识点梳理】 1. 定义：运动电荷在磁场中受到的力 2. 方向 （1）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。 （2）方向特点：，即垂直于决定的平面 3. 洛伦兹力的大小 （1）时， （2）时， （3）与夹角为θ时， 注意①F、B、v三者方向间的关系 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． 说明：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洛伦兹力方向的判断 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． 【洛伦兹力的概念举一反三练习】 1．（多选）下列说法正确的是（　　） A．所有电荷在电场中都要受到电场力的作用 B．所有电荷在磁场中都要受到磁场力的作用 C．一切运动电荷在磁场中都要受到磁场力的作用 D．运动电荷在磁场中，只有当垂直于磁场方向的速度分量不为零时，才受到磁场力的作用 2．如图所示，通电导线所受安培力或运动电荷所受洛伦兹力正确的是（　　） A．   B．   C．     D．   3．初速度为的电 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，洛伦兹力大小不变 B．电子将向左偏转，洛伦兹力大小改变 C．电子将向左偏转，洛伦兹力大小不变 D．电子将向右偏转，洛伦兹力大小改变 4．在下图所示的各图中，匀强磁场的磁感应强度均为B，带电粒子的速率均为v，带电荷量均为q。试求出图中带电粒子所受洛伦兹力的大小，并标出洛伦兹力的方向。 5．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．小物块一定带正电 B．小物块在斜面上运动时做匀加速直线运动 C．小物块在斜面上运动时做加速度增大、而速度也增大的变加速直线运动 D．小物块在斜面上下滑过程中，当小物块对斜面压力为零时的速率为 6．长直导线AB附近，有一带正电的小球，用绝缘丝线悬挂在M点，当导线AB通以如图所示的恒定电流时，下列说法正确的是（   ） A．小球受磁场力作用，方向与导线AB垂直且指向纸里 B．小球受磁场力作用，方向与导线AB垂直且指向纸外 C．小球受磁场力作用，方向与导线AB垂直向左 D．小球不受磁场力作用 7．每时每刻都有大量带电的宇宙射线向地球射来，地球磁场可以有效地改变这些射线中大多数带电粒子的运动方向，使它们不能到达地面，这对地球上的生命有十分重要的意义。假设有一个带正电的宇宙射线粒子正垂直于地面向赤道射来，在地磁场的作用下，它将（　　）    A．向东偏转 B．向南偏转 C．向西偏转 D．向北偏转 2、 【带电物体在洛伦兹力作用下的运动问题知识点梳理】 (1)洛伦兹力的方向随电荷运动方向的变化而变化．但无论怎样变化，洛伦兹力都与运动方向垂直． (2)洛伦兹力永不做功，它只改变电荷的运动方向，不改变电荷的速度大小． (2)带电体在匀强磁场中速度变化时洛伦兹力的大小往往随之变化，并进一步导致弹力、摩擦力的变化，带电体将在变力作用下做变加速运动． (3)利用牛顿运动定律和平衡条件分析各物理量的动态变化时要注意弹力为零的临界状态，此状态是弹力方向发生改变的转折点． (4)与洛伦兹力相关的运动问题的分析技巧 分析带电体受洛伦兹力作用运动的问题，与分析物体在其他力作用下的运动一样，要对研究对象的受力情况、运动情况进行分析，分析时尤其要注意： ①洛伦兹力与重力、弹力、摩擦力等都属于性质力，在研究电荷或带电体的运动时应注意洛伦兹力，受力分析时不要漏掉洛伦兹力。 ②洛伦兹力的大小不仅与磁感应强度B有关，而且与带电体所带电荷量q有关，还与带电体的运动速度v有关，物体的受力会使速度变化，速度的变化则会影响洛伦兹力，洛伦兹力变化会使物体的合外力和加速度