2025届高考物理一轮复习课件：第二讲 磁场对电荷的作用

F 伸开左手,使拇指与四指在同一平面内并垂直，四指指向正电荷运动的方向(负电荷运动的反方向),让磁感线从掌心进入，这时拇指所指的方向就是电荷所受洛伦兹力的方向。 F v 1.洛伦兹力的方向判定: 左手定则 正电荷 v 负电荷 问题:洛伦兹力方向，v方向，B方向有何关系？ 两两垂直 第2讲　磁场对运动电荷的作用 洛伦兹力 问题:洛伦兹力与安培力关系？ 洛伦兹力是安培力的微观表现 安培力是洛伦兹力的宏观表现 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，一个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 B 2.洛伦兹力的大小 (2)V有效为垂直B方向的速度 (1)θ为v与B的夹角 判断以下情况带电体的洛伦兹力 1.质量为m、带电荷量为＋q的小球，用一长为l的绝缘细线悬挂在方向垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B，如图10所示，用绝缘的方法使小球位于能使悬线呈水平的位置A，然后由静止释放，小球运动的平面与B的方向垂直，小球第一次和第二次经过最低点C时悬线的拉力FT1和FT2分别为多少？(重力加速度为g) � 2．如图甲所示，带电小球以一定的初速度v0竖直向上抛出，能够达到的最大高度为h1；若加上水平向里的匀强磁场(如图乙)，且保持初速度仍为v0，小球上升的最大高度为h2，若加上水平向右的匀强电场(如图丙)，且保持初速度仍为v0，小球上升的最大高度为h3；若加上竖直向上的匀强电场(如图丁)，且保持初速度仍为v0，小球上升的最大高度为h4.不计空气阻力，则(　　) A．一定有h1＝h3 B．一定有h1＜h4 C．h2与h4无法比较 D．h1与h2无法比较 AC 1.质量为0.1 g的小物块，带有5×10－4 C的电荷量，放在倾角为30°的绝缘光滑斜面上，整个斜面置于0.5 T的匀强磁场中，磁场方向如图所示，物块由静止开始下滑，滑到某一位置时，物块开始离开斜面(设斜面足够长，g＝10 m/s2)问： (1)物块带电性质如何？ (2)物块离开斜面时的速度为多少？ (3)物块在斜面上滑行的最大距离是多少？ 考点二　有约束情况下带电体的运动 分析力的变化，运动变化 2.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图象可能是(　　) ACD 3.(多选)电荷量为＋q、质量为m的滑块和电荷量为－q、质量为m的滑块同时从完全相同的光滑斜面上由静止开始下滑，设斜面足够长，斜面倾角为θ，在斜面上加如图6所示的磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，关于滑块下滑过程中的运动和受力情况，下列说法中正确的是(不计两滑块间的相互作用，重力加速度为g)(　　) A．两个滑块先都做匀加速直线运动，经过一段时间，＋q会离开斜面 B．两个滑块先都做匀加速直线运动，经过一段时间，－q会离开斜面 C．当其中一个滑块刚好离开斜面时,另一滑块对斜面的压力为2mgcos θ D．两滑块运动过程中，机械能均守恒 ACD 4.ABC为竖直平面内的光滑绝缘轨道，其中AB为倾斜直轨道，BC为与AB相切的圆形轨道，并且圆形轨道处在匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面向里．质量相同的甲、乙、丙三个小球(均可视为质点)中，甲球带正电、乙球带负电、丙球不带电．现将三个小球在轨道AB上分别从不同高度处由静止释放，都恰好通过圆形轨道的最高点，则(　　) A．经过最高点时，三个小球的速度相等 B．经过最高点时，甲球的速度最小 C．甲球的释放位置比乙球的位置高 D．运动过程中三个小球的机械能均保持不变 CD 考点三:带电粒子在匀强磁场中的运动(仅受F洛) F洛=0，匀速直线运动 情形2:若带电粒子 时 情形1:若带电粒子 时 F洛=qvB，匀速圆周运动 特点: 带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动(仅受F洛) 1.洛伦兹力提供向心力，只改变速度的方向。 2.洛伦兹力与速度处处垂直，故洛伦兹力永不做功 1.圆心的确定 (1)两个速度方向垂直线的交点。 V O (2)一个速度方向的垂直线和一条弦 的中垂线的交点 O 重点:带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动问题 (两线定一“心”) 11 弦PM与切线的夹角θ 2.偏向角: 几个概念,关系 带电粒子射出磁场的速度方向与射入磁场的速度方向之间的夹角φ叫做偏向角. 圆弧PM对应的角α叫圆心角 1.圆心角: 3.弦切角： 问题1:圆心角α与偏向角φ关系？ 问题2:圆心角α与弦切角θ关系？ α=φ α＝2θ α＝φ=2θ 12 2.求半径 公式: 三角形几何关系求出r (1)已知射出磁场时速度与水平方向夹角θ,磁场宽度为d，则r=_________; d/sinθ P M θ (2)一粒子从P点垂直射入圆形磁场区域，从M点射出，已知圆形磁场的半径为r，弦PM与处速度方向成θ，则粒子运动半径R=__________; r/tanθ 13 3.算时间 粒子扫过圆心角α所需时间t: 运动一周: α=φ α＝2θ 1.圆心角等于偏转角 2.圆心角等于弦切角的2倍 问题:圆心角α如何求？ 14 思考1:从一边界射入的粒子，从同一边界射出时，速度与边界的夹角有何关系？ 相等 单直线边界:带电进出磁场其轨迹具有对称性 15 1.空间存在方向垂直于纸面(xOy平面)向里的磁场。在x≥0 区域，磁感应强度的大小为B0；x＜0区域，磁感应强度的大小为λB0(常数λ＞1)。一质量为m、电荷量为q(q＞0)的带电粒子以速度v0从坐标原点O沿x轴正向射入磁场，此时开始计时，当粒子的速度方向再次沿x轴正向时，求(不计重力) (1)粒子运动的时间； (2)粒子与O点间的距离。 在以坐标原点O为圆心、半径为r的圆形区域内，存在磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，如图所示。一个不计重力的带电粒子从磁场边界与x轴的交点A处以速度v沿－x方向射入磁场，它恰好从磁场边界与y轴的交点C处沿＋y方向飞出。 (1)请判断该粒子带何种电荷，并求出其圆周运动半径R1及比荷q/m； (2)若磁场的方向和所在空间范围不变，而磁感应强度的大小变为B′，该粒子仍从A处以相同的速度射入磁场，但飞出磁场时的速度方向相对于入射方向改变了60°角，求其圆周运动半径R2及磁感应强度B′多大？此次粒子在磁场中运动所用时间t是多少？ $$