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1、第2讲 磁场对运动电荷的作用,考纲解读 (1)了解决定洛伦兹力方向的因素，知道洛伦兹力既与磁场方向垂直，又与速度方向垂直。(2)会用左手定则判断有关物理量的方向。(3)知道洛伦兹力计算公式FqvB的适用条件，并会用公式解决简单问题。(4)会推导带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径、周期公式，并会应用它们解答有关问题。,考点一 洛伦兹力方向的判定及洛伦兹力的应用 知 识 梳 理 1洛伦兹力：磁场对 的作用力叫洛伦兹力。 2洛伦兹力的方向 (1)判定方法：左手定则： 掌心磁感线 穿入掌心； 四指指向正电荷运动的方向或负电荷运动的 ； 大拇指指向 的方向。 (2)方向特点：FB，Fv，即F垂直于
2、B和v决定的 。,运动电荷,垂直,反方向,洛伦兹力,平面,3洛伦兹力的大小 (1)vB时，洛伦兹力F 。(0或180) (2)vB时，洛伦兹力F 。(90) (3)v0时，洛伦兹力F 。 4洛伦兹力的作用效果 洛伦兹力对运动电荷(或带电体)不做功，不改变速度的大小，但它可 运动电荷(或带电体)速度的方向，影响带电 体所受其他力的大小。,0,qvB,0,改变,规 律 方 法 1洛伦兹力的特点 (1)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。 (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)根据左手定则判断洛伦兹力
3、方向，一定分清正、负电荷。 (5)洛伦兹力一定不做功。,2洛伦兹力与电场力的比较,3洛伦兹力方向的确定方法 (1)确定洛伦兹力的方向需要用左手定则，还需明确运动电荷的电性，特别注意负电荷的运动方向与左手四指的指向应相反。 (2)洛伦兹力的方向与电荷运动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共同确定的平面。 (3)当电荷运动方向发生变化时，洛伦兹力的方向也随之变化。,题 组 训 练 1(基础考点洛伦兹力的理解)关于洛伦兹力，下列说法中正确的是 ( ) A带电粒子在磁场中运动时，一定受到洛伦兹力的作用 B若带电粒子经过磁场中某点时所受的洛伦兹力为零，则该点的
4、磁感应强度一定为零 C当运动电荷的速度方向与磁场平行时，电荷不受洛伦兹力 D当运动电荷的速度方向与磁场垂直时，电荷不受洛伦兹力 解析 当粒子平行磁场方向在磁场中运动时，粒子不受磁场力作用，C对。 答案 C,2(基础考点电场力和洛伦兹力的区别)(2016慈溪市调研)有关电荷所受电场力和洛伦兹力的说法中，正确的是 ( ) A电荷在磁场中一定受磁场力的作用 B当电荷平行于电场方向运动时，不受电场力的作用 C电荷受电场力的方向与该处的电场方向一致 D电荷若受磁场力，则受力方向与该处的磁场方向垂直,解析 当电荷在磁场中静止或者速度方向与磁场方向平行时，电荷在磁场中将不受磁场力的作用，选项A错误；而电荷在
5、电场中一定受电场力的作用，选项B错误；负电荷受电场力的方向与该处的电场方向相反，选项C错误；电荷若受磁场力，则由左手定则可知受力方向与该处的磁场方向垂直，选项D正确。 答案 D,3(高考必考点洛伦兹力方向的判断)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 根据左手定则，A中F方向应向上，B中F方向应向下，故A错误、B正确；C、D中都是vB，F0，故C、D都错。 答案 B,4(高考热点洛伦兹力在实际生活中的应用)如图甲所示是电视机显像管及其偏转线圈的示意图。电流方向如图乙所示，试判断垂直纸面向外而来的电子束将向哪边偏转 ( ) A向上 B向下
6、C向左 D向右 解析 由安培定则可知两侧线圈 内的磁场方向向上，则通过圆环中 间区域的磁场方向向下，根据左手定则可知电子束将向左偏转，故选项C正确。 答案 C,5(高考热点带电体在复合场中的运动)(2016诸暨市期末)如图所示，带电平行板中匀强磁场方向水平垂直于纸面向里，某带电小球从光滑绝缘轨道上的a点自由滑下，经过轨道端点P进入板间后恰能沿水平做直线运动。若使小球从较低的b点开始下滑，经P点进入板间，则以下说法正确的是 ( ) A小球一定带正电 B小球仍做直线运动 C小球的电势能将减小 D小球的电场力将增大,解析 若小球带正电，进入板间受到的电场力向上，根据左手定则可知，洛伦兹力方向向上，二
7、力的合力与重力平衡时，小球做匀速直线运动；同理分析可知，若小球带负电，则小球的合力方向向下，无法沿水平方向做直线运动，A项正确；若小球从b点下滑，进入板间的速度变小，所受洛伦兹力变小，电场力和电势能不变，无法做直线运动，B、C、D错误。 答案 A,考点二 带电粒子在匀强磁场中的运动 规 律 方 法 1带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的分析方法,2带电粒子在有界匀强磁场中运动时的常见情形,题 组 训 练 1(基础考点带电粒子在磁场中做匀速圆周运动时各物理量的变化特点)(2015新课标全国，14)两相邻匀强磁场区域的磁感应强度大小不同、方向平行。一速度方向与磁感应强度方向垂直的带电粒子(不计重力)，
8、从较强磁场区域进入到较弱磁场区域后，粒子的 ( ) A轨道半径减小，角速度增大 B轨道半径减小，角速度减小 C轨道半径增大，角速度增大 D轨道半径增大，角速度减小,答案 D,答案 AD,3(高考热点带电粒子在圆形边界磁场中的运动)(2016东阳市联考)(多选)如图所示为圆柱形区域的横截面，在没有磁场的情况下，带电粒子(不计重力)以某一初速度沿截面直径方向入射，穿过此区域的时间为t，在该区域加沿轴线垂直纸面向外方向的匀磁强场，磁感应强度大小为B，带电粒子仍以同一初速度沿截面直径入射，粒子飞出此区域时，速度方向偏转60角，如图所示。根据上述条件可求下列物理量中的 ( ),答案 AB,答案 AC,5(高考热点带电粒子在复合场中的运动)(2016诸暨市期末)如图所示，两个共轴的圆柱形金属电极，外电极接地，其上均匀分布着平行于轴线的三条狭缝a、b、c，外筒的半径为R。在圆筒之外的足够大区域中有平行于轴线方向的匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直纸面向外。在两极间加上电压，使两圆筒之间的区域内有沿半径向外的电场。质量为m、电荷量为q带正电粒子从紧靠内筒且正对狭缝a的s点由静止出发，经过一段时间的运动之后 恰好又回到出发点s。不计粒子重 力，整个装置在真空中，假设粒子 碰到外电极就会被吸收。,
