精品解析：11.2 磁场对运动电荷(带电体)的作用（讲）

第十一章 磁场 第2讲　磁场对运动电荷（带电体）的作用 一　对洛伦兹力的理解和应用 1.洛伦兹力的定义 磁场对________________的作用力。 2.洛伦兹力的大小 （1）v∥B时，F＝________； （2）v⊥B时，F＝________； （3）v与B夹角为θ时，F＝qvBsin θ。 3.洛伦兹力的方向 （1）判定方法：左手定则，注意四指应指向________电荷运动方向或________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不一定垂直） 二　带电粒子在匀强磁场中的运动 1.匀强磁场中，当带电粒子平行于磁场方向运动时，粒子做________________运动。 2.带电粒子以速度v垂直磁场方向射入磁感应强度为B的匀强磁场中，若只受洛伦兹力，则带电粒子在与磁场垂直的平面内做__________运动。 （1）洛伦兹力提供向心力：qvB＝。 （2）轨迹半径：r＝________________。 （3）周期：T＝＝，可知T与运动速度和轨迹半径________，只和粒子的________和磁场的________________有关。 （4）运动时间：当带电粒子转过的圆心角为θ（弧度）时，所用时间t＝________________。 （5）动能：Ek＝mv2＝＝。 考点一　对洛伦兹力的理解和应用 洛伦兹力与静电力比较 洛伦兹力 静电力 产生条件 v≠0且v不与B平行 （说明：运动电荷在磁场中不一定受洛伦兹力作用） 电荷处在电场中 大小 F＝qvB（v⊥B） F＝qE 力方向与场方向的关系 F⊥B（且F⊥v） F∥E 做功情况 任何情况下都不做功 可能做功，也可能不做功 典例精析 变式巩固 1. 图中a、b、c、d为四根与纸面垂直的长直导线，其横截面位于正方形的四个顶点上，导线中通有大小相同的电流，方向如图所示．一带正电的粒子从正方形中心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是(　　) A. 向上 B. 向下 C. 向左 D. 向右 2. 两根导线通有大小方向相同的电流，垂直穿过绝缘水平面，俯视如图所示。O点是两导线在绝缘水平面内连线的中点，a、b是连线垂直平分线上到O点距离相等的两点。一可视为质点的带正电滑块以相同大小的初速度v0分别从a、b向O点运动过程中，下列说法正确的是（　　） A. 滑块在a、b两点受到的磁场力方向相同 B. 滑块在a、b两点受到的磁场力方向相反 C. 若水平面光滑，则滑块从a点出发后一定做曲线运动 D. 若水平面粗糙，则滑块从b点出发后一定做减速运动 考点二　洛伦兹力作用下带电体的运动 带电体做变速直线运动时，随着速度大小的变化，洛伦兹力的大小也会发生变化，与接触面间的弹力随着变化（若接触面粗糙，摩擦力也跟着变化，从而加速度发生变化），最后若弹力减小到0，带电体离开接触面。 典例精析 变式巩固 3. 如图所示，空间同时存在垂直于纸面向里的匀强磁场和水平向左的匀强电场，磁感应强度大小为B，电场强度大小为E。在该空间的竖直平面（即纸面）内固定一足够长的粗糙绝缘杆，杆与电场正方向夹角为。一质量为m、电荷量为的小球套在绝缘杆上，在时刻以初速度沿杆向下运动。已知，下列描述小球运动的图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 4. 如图所示，粗糙木板MN竖直固定在方向垂直纸面向里的匀强磁场中。t＝0时，一个质量为m、电荷量为q的带正电物块沿MN以某一初速度竖直向下滑动，则物块运动的v－t图像不可能是（　　） A. B. C. D. 考点三　带电粒子在匀强磁场中的运动 典例精析 变式巩固 5. 如图所示，在x轴上方存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B。在xOy平面内，从原点O处沿与x轴正方向成θ角（）以速率v发射一个带正电的粒子（重力不计）。则下列说法正确的是（　　） A. 若v一定，θ越大，则粒子在磁场中运动的时间越短 B. 若v一定，θ越大，则粒子离开磁场的位置距O点越远 C. 若θ一定，v越大，则粒子在磁场中运动的角速度越大 D. 若θ一定，v越大，则粒子在磁场中运动的时间越短 6. 质量为m的带电微粒a，仅在洛伦兹力作用下做半径为r的匀速圆周运动。现在a经过的轨迹上放置不带电的微粒b，则a与b发生完全非弹性碰撞融为一个整体。（不计重力和电荷量的损失）则该整体在磁场中圆周运动的半径将（　　） A. 变大 B. 变小 C. 不变 D. 条件不足，无法判断 7. 在探究射线性质过程中，让质量为、带电量2e的α粒子和质量为、带电量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