内容正文:
第2讲
磁场对运动电荷的作用
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一、洛伦兹力
1.定义:磁场对__________的作用力。
2.大小
(1)v∥B时,F=0;
(2)v⊥B时,F=________;
(3)v与B的夹角为θ时,F=__________________。
知识梳理
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3.方向
(1)判定方法:应用左手定则,注意四指应指向正电荷运动方向或负电荷运动的反方向。
(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.通电导体所受的安培力是导体内所有运动电荷所受的__________的宏观表现。
二、带电粒子在匀强磁场中(不计重力)的运动
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。
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基础过关
×
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×
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√
√
√
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二、经典小题速练
1.(人教版教材原题改编)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( )
解析:B 根据左手定则可知,选项A中F方向应为竖直向上,选项A错误;根据左手定则可知,选项B正确;选项C与选项D中电荷运动方向与磁感应强度方向平行,运动电荷不受洛伦兹力,选项C、D错误。
B
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2.(多选)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
BC
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3.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( )
D
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考点一 对洛伦兹力和半径、周期公式的理解与应用(基础考点)
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)安培力是洛伦兹力的宏观表现,二者性质相同,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。
精讲导学——深化认知
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3.洛伦兹力与电场力的比较
洛伦兹力 电场力
产生条件 v≠0且v不与B平行 电荷处在电场中
大小 F=qvB(v⊥B) F=qE
方向 F⊥B且F⊥v 正电荷受力与电场方向相同,负电荷受力与电场方向相反
做功情况 任何情况下都不做功 可能做正功,可能做负功,也可能不做功
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1.(洛伦兹力的理解)下列说法正确的是( )
A.运动电荷在磁感应强度不为零的地方,一定受到洛伦兹力的作用
B.运动电荷在某处不受洛伦兹力作用,则该处的磁感应强度一定为零
C.洛伦兹力既不能改变带电粒子的动能,也不能改变带电粒子的速度
D.洛伦兹力对带电粒子不做功
解析:D 运动电荷速度方向与磁场方向平行时,不受洛伦兹力;洛伦兹力只改变带电粒子的速度方向,不改变带电粒子的速度大小;洛伦兹力对带电粒子不做功。故D正确。
对点训练——提升能力
D
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2. (洛伦兹力的方向)(2023·辽宁省高考一轮复习联考)如图所示,真空中竖直放置一长直细金属导线MN,电流向上。空间中做一与导线同轴的半径为R的柱面。光滑绝缘管ab水平放置,端点a、b分别在柱面上。半径略小于绝缘管内径的带正电小球自a点以速度v0向b点运动过程中,下列说法正确的是( )
A.小球先加速后减速
B.小球受