《2013版物理一轮精品复习学案 8.2 磁场对运动电荷的作用（选修3-1）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2013版物理一轮精品复习学案 8.2 磁场对运动电荷的作用（选修3-1）（20页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 【考纲全景透析】一、洛伦兹力的大小和方向1洛伦兹力的定义：磁场对_的作用力2洛伦兹力的大小F _， 为 v 与 B 的夹角如图 2 所示(1)当 vB 时，0或 180，洛伦兹力 F_.(2)当 vB 时， 90 ，洛伦兹力 F_.(3)静止电荷不受洛伦兹力作用3洛伦兹力的方向 图 2(1)左手定则2)方向特点：F 垂直于_决定的平面，即 F 始终与速度方向垂直，故洛伦兹力_【答案】(1)0(2).(1)手心 正电荷运动即为运动的正电荷所受洛伦兹力(2)B 与 v不做功二、带电粒子在匀强磁场中的运动1若 vB，带电粒子不受洛伦兹力，在匀强磁场中做_运动2
2、若 vB，带电粒子仅受洛伦兹力作用，在垂直于磁感线的平面内以入射速度 v 做_运动(1)向心力由洛伦兹力提供：_；(2)轨道半径公式：R ；)周期：T (周期 T 与速度 v、轨道半径 R 无关)；2)频率：f ；1T )角速度： 据公式 T ，能说 T 与 v 成反比吗？2案】)m 5)电粒子在匀强磁场中运动的应用1质谱仪光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 (1)构造：如图 4 所示，由粒子源、_、_和照相底片等构成图 4(2)原理：粒子由静止被加速电场加速，根据动能定理可得关系式 匀速圆周运动，根据牛顿第二定律得关系式粒子轨道半径、粒子质量、比荷r_ ，m_ ， 旋加速器(1)构造：如
3、图 5 所示，2 是半圆形金属盒，D 形盒的缝隙处接_电源D 形盒处于匀强磁场中(2)原理：交流电的周期和粒子做圆周运动的周期_，粒子在圆周运动的过程中一次一次地经过 D 形盒缝隙，两盒间的电势差一次一次地反向，粒子就会被一次一次地加速由 ，_，可见粒子获得的最大动能由 _ 图 5和 D 形盒_决定，与加速电压 _特别提醒这两个实例都应用了带电粒子在电场中加速，在磁场中偏转(匀速圆周运动)的原理.【答案】1.(1) 加速电场偏转磁场(2) m 12 B 21)交流 (2) 相等 磁感应强度 B半径 r无关点难点全析】考点一 洛伦兹力的方向和大小1洛伦兹力方向的特点(1)洛伦兹力的方向与电荷运动
4、的方向和磁场方向都垂直，即洛伦兹力的方向总是垂直于运动电荷的速度方向和磁场方向确定的平面(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2洛伦兹力与电场力的比较对应力内容洛伦兹力 电场力光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 0 且 v 不与 B 平行 电场中的电荷一定受到电场力作用大小 F vB) F B，Fv ，与电荷电性无关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、负功，也可能不做功力为零时场的情况 F 为零，B 不一定为零 F 为零，E 一定为零作用效果 只改变电荷运动的速度方向，不改变速度大小既可以改变电荷运动的速度大小，也可
5、以改变电荷运动的方向特别提醒洛伦兹力对电荷不做功；安培力对通电导线可做正功，可做负功，也可不做功；电场力对电荷可做正功，可做负功，也可不做功【典例】初速度为 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( )率改变【答案】选 .【详解】导线在电子附近产生的磁场方向垂直纸面向里,由左手定则知,电子受到的洛伦兹力方向向右,电子向右偏转 ,但由于洛伦兹力不做功 ,电子速率不变, 电粒子在匀强磁场中的运动1带电粒子在匀强磁场中的运动是各省市每年高考必考内容之一一般以计算题的形式出现，可以与其他知识相综合，难度中等以上，分值较高，以考查学生的形象思维和逻辑推
6、理能力为主2分析方法：找圆心、求半径、确定转过的圆心角的大小是解决这类问题的前提，确定轨道半径和给定的几何量之间的关系是解题的基础，有时需要建立运动时间 t 和转过的圆心角 之间的关系作为辅助光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 (1)圆心的确定基本思路：与速度方向垂直的直线和图中弦的中垂线一定过圆心两种情形a已知入射方向和出射方向时，可通过入射点和出射点分别作垂直于入射方向和出射方向的直线，两条直线的交点就是圆弧轨道的圆心(如图 8 所示，图中 P 为入射点，M 为出射点)b已知入射方向和出射点的位置时，可以通过入射点作入射方向的垂线，连接入射点和出射点，作其中垂线，这两条垂线的交点就是圆
7、弧轨道的圆心(如图 9 所示，图中 P 为入射点，M 为出射点) 图 8图 9(2)半径的确定用几何知识(勾股定理、三角函数等 )求出半径大小(3)运动时间的确定粒子在磁场中运动一周的时间为 T，当粒子运动的圆弧所对应的圆心角为 时，其运动时间为：t T(或 t T)360 23规律总结带电粒子在不同边界磁场中的运动(1)直线边界(进出磁场具有对称性，如图 10)图 10(2)平行边界(存在临界条件，如图 11)光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 (3)圆形边界(沿径向射入必沿径向射出，如图 12)图 12【典例】如图中 示真空室中垂直于纸面的平板,它的一侧有匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向
8、里,磁感应强度大小为 处以垂直于平板的初速度 v 射入磁场区域,最后到达平板上的 P 、v 以及 P 到 O 的距离 l,不计重力, 求此粒子的电荷量 q 与质量 m 之比.【详解】粒子初速度 v 垂直于磁场,粒子在磁场中受洛伦兹力而做匀速圆周运动,设其半径为R,由洛伦兹力公式和牛顿第二定律,有因粒子经 O 点时的速度垂直于 直径,l=2R 由此得考点三 粒子轨道半径、粒子质量、比荷等 ,得 ,可见,(1)粒子最大动能与加速电压无关.(2)最大动能由 D 形盒的最大半径和磁感应强度决定.【典例】劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，盒构成， )案】选 、 D.【详解】离子在磁场中做匀速圆周运动，
9、速度越大，轨道半径越大，以磁场是不对离子做功的，它的作用只是改变离子的速度方向，而电场的作用才是加速离子，项 、D 是正确的.【高考零距离】【2012 年】17 2012全国卷 质量分别为 荷量分别为 两粒子在同一匀强磁场中做匀速圆周运动已知两粒子的动量大小相等下列说法正确的是()若 q1它们做圆周运动的半径一定相等B若 m1它们做圆周运动的半径一定相等C若 q2它们做圆周运动的周期一定不相等D若 m1它们做圆周运动的周期一定不相等【详解】根据半径公式 r ，两粒子的动量 小相等，磁感应强度 B 相同，若 它们做圆周运动的半径一定相等， 正确，B 错误根据周期公式 T ，若2周期相等，C、D
10、错误 2012江苏卷 如图所示，磁感应强度为 B 的匀强磁场的边界. 一质量为 m、电荷量为 q 的粒子在纸面内从 O 点射入磁场若粒子速度为 远能落在边界上的点下列说法正确的有 ()图 7若粒子落在 点的左侧，其速度一定小于 粒子落在 点的右侧，其速度一定大于 粒子落在 点左右两侧 d 的范围内，其速度不可能小于 v0粒子落在 点左右两侧 d 的范围内，其速度不可能大于 v0案】详解】带电粒子沿垂直边界的方向射入磁场时，落在边界上的点离出发点最远，当入射方向不是垂直边界的方向时，落在边界上的点与出发点的距离将小于这个距离，即速度大于或等于 入射方向不是 90时，粒子有可能落在 点的左侧， 项
11、错误；但粒子要落在 点的右侧，其速度一定要大于临界速度 项正确；设 O 之间距离为 L，若粒子落在 点两侧 d 范围内，则以最小速度 v 入射的粒子做圆周运动的直径应为 Ld，由洛伦兹力提供向心力，解得 v ，C 项正确；由于题中没有强调此无法确定速度的最大值，D 项错误15 2012广东卷 质量和电荷量都相等的带电粒子 M 和 N，以不同的速率经小孔 S 垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图 2 中虚线所示下列表述正确的是 ()图 2M 带负电，N 带正电BM 的速率小于 N 的速率光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 洛伦兹力对 M、N 做正功DM 的运行时间大于 N 的运行时间【答案】 【详解】 由左手定则判断知， 正确；粒子在磁场中运动，洛伦兹力提供向心力，有m ，半径 r ，在质量与电荷量相同的情况下，半径大说明速率大，即 M 的速率 的速率，B 错误；洛伦兹力不做功，C 错误；粒子在磁场中运动半周，即时间为周期的一半，而周期为 T ，故 M 的运行时间等于 N 的运行时间，D 错误2 2012北京卷 处于匀强磁场中的一个带电粒子，仅在磁场力作用下做匀速圆周运动将该粒子
