高二物理磁场对运动电荷的作用力2

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1、周璐系列复习课件周璐系列复习课件磁场磁场要点要点疑点疑点考点考点一、洛伦兹力：一、洛伦兹力：磁场对运动电荷的作用力磁场对运动电荷的作用力. 1.洛伦兹力的公式：洛伦兹力的公式：F=qvBsina； 2.当带电粒子的运动方向与磁场方向互相平行当带电粒子的运动方向与磁场方向互相平行时，时，F=0； 3.当带电粒子的运动方向与磁场方向互相垂直当带电粒子的运动方向与磁场方向互相垂直时，时，F=qvB; 4.只有运动电荷在磁场中才有可能受到洛伦兹只有运动电荷在磁场中才有可能受到洛伦兹力作用，静止电荷在磁场中受到的磁场对电荷的力作用，静止电荷在磁场中受到的磁场对电荷的作用力一定为作用力一定为0； 二、洛伦

2、兹力的方向二、洛伦兹力的方向 1.运动电荷在磁场中受力方向可用左手定则来判定运动电荷在磁场中受力方向可用左手定则来判定 2.洛伦兹力洛伦兹力f的方向既垂直于磁场的方向既垂直于磁场B的方向，又垂直于运的方向，又垂直于运动电荷的速度动电荷的速度v的方向，即的方向，即f总是垂直于总是垂直于B和和v所在的平面所在的平面. 3.使用左手定则判定洛伦兹力方向时，若粒子带正电时，使用左手定则判定洛伦兹力方向时，若粒子带正电时，四个手指的指向与正电荷的运动方向相同四个手指的指向与正电荷的运动方向相同.若粒子带负若粒子带负电时，四个手指的指向与负电荷的运动方向相反电时，四个手指的指向与负电荷的运动方向相反.4.

3、安培力的本质是磁场对运动电荷的作用力的宏观表现安培力的本质是磁场对运动电荷的作用力的宏观表现要点要点疑点疑点考点考点 三、带电粒子在匀强磁场中的运动三、带电粒子在匀强磁场中的运动 1.不计重力的带电粒子在匀强磁场中的运动可分三不计重力的带电粒子在匀强磁场中的运动可分三种情况：一是匀速直线运动；二是匀速圆周运动；种情况：一是匀速直线运动；二是匀速圆周运动；三是螺旋运动三是螺旋运动.从运动形式可分为：匀速直线运动和从运动形式可分为：匀速直线运动和变加速曲线运动变加速曲线运动. 2.如果不计重力的带电粒子的运动方向与磁场方向如果不计重力的带电粒子的运动方向与磁场方向平行时，带电粒子做匀速直线运动，是

4、因为带电粒平行时，带电粒子做匀速直线运动，是因为带电粒子在磁场中不受洛伦兹力的作用子在磁场中不受洛伦兹力的作用.要点要点疑点疑点考点考点 3.如果不计重力的带电粒子的运动方向与磁场方向如果不计重力的带电粒子的运动方向与磁场方向垂直时，带电粒子做匀速圆周运动，是因为带电粒子垂直时，带电粒子做匀速圆周运动，是因为带电粒子在磁场中受到的洛伦兹力始终与带电粒子的运动方向在磁场中受到的洛伦兹力始终与带电粒子的运动方向垂直，只改变其垂直，只改变其运动方向运动方向，不改变其，不改变其速度大小速度大小. 4.不计重力的带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运不计重力的带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的轨迹半径动的轨

5、迹半径r=mv/Bq;其运动周期其运动周期T=2 m/Bq(与速度与速度大小无关大小无关). (判断：判断：A洛伦兹力对运动电荷一定不做功；洛伦兹力对运动电荷一定不做功；B洛伦兹力对运动电荷可能做功洛伦兹力对运动电荷可能做功.) 理由：洛伦兹力始终和速度方向垂直理由：洛伦兹力始终和速度方向垂直.要点要点疑点疑点考点考点 5.不计重力的带电粒子垂直进入匀强电场和不计重力的带电粒子垂直进入匀强电场和垂直进入匀强磁场时都做曲线运动，但有区别：垂直进入匀强磁场时都做曲线运动，但有区别：带电粒子垂直进入匀强电场，在电场中做匀变带电粒子垂直进入匀强电场，在电场中做匀变速曲线运动速曲线运动(类平抛运动类平抛

6、运动)；垂直进入匀强磁场，；垂直进入匀强磁场，则做变加速曲线运动则做变加速曲线运动(匀速圆周运动匀速圆周运动)要点要点疑点疑点考点考点 6.带电粒子在匀强磁场中做不完整圆周运动的解题带电粒子在匀强磁场中做不完整圆周运动的解题思路：思路： (1)用几何知识确定圆心并求半径用几何知识确定圆心并求半径. 因为因为F方向指向圆心，根据方向指向圆心，根据F一定垂直一定垂直v，画出粒子，画出粒子运动轨迹中任意两点运动轨迹中任意两点(大多是射入点和出射点大多是射入点和出射点)的的F或或半径方向，其延长线的交点即为圆心，再用几何知识半径方向，其延长线的交点即为圆心，再用几何知识求其半径与弦长的关系求其半径与弦

7、长的关系. (2)确定轨迹所对的圆心角，求运动时间确定轨迹所对的圆心角，求运动时间. 先利用圆心角与弦切角的关系，或者是四边形内角先利用圆心角与弦切角的关系，或者是四边形内角和等于和等于360(或或2 )计算出圆心角计算出圆心角 的大小，再由公式的大小，再由公式t= T/3600(或或 T/2 )可求出运动时间可求出运动时间.要点要点疑点疑点考点考点总结总结: :磁场对磁场对运动电荷运动电荷的作用力（洛伦兹力）的作用力（洛伦兹力）1、大小、大小：2、方向：、方向： 左手定则左手定则a: f的方向的方向总是总是垂直于垂直于B和和v所决定的平面所决定的平面 b: 注意电荷有正负之分，四指的指向应为

8、正电注意电荷有正负之分，四指的指向应为正电荷的运动方向！荷的运动方向！f=Bqv(适用条件：适用条件：VB）3、当电荷垂直射入匀强磁场时，在洛伦兹力、当电荷垂直射入匀强磁场时，在洛伦兹力 作用下电荷作匀速圆周运动。作用下电荷作匀速圆周运动。rvmBqvf2Bqmvr:半径vrT2BqmT2周期周期周期T的大小与带电粒子在磁场中的运动速率和的大小与带电粒子在磁场中的运动速率和半径无关。半径无关。课课 前前 热热 身身 1.如图所示，在长直导线中有恒电流如图所示，在长直导线中有恒电流I通过，导线通过，导线正下方电子初速度正下方电子初速度v方向与电流方向与电流I的方向相同，电子的方向相同，电子将将(

9、 ) A.沿路径沿路径a运动，轨迹是圆运动，轨迹是圆 B.沿路径沿路径a运动，轨迹半径越来越大运动，轨迹半径越来越大 C.沿路径沿路径a运动，轨迹半径越来越小运动，轨迹半径越来越小 D.沿路径沿路径b运动，轨迹半径越来越大运动，轨迹半径越来越大 D 2.质子和质子和粒子在同一个匀强磁场中做半径相同粒子在同一个匀强磁场中做半径相同的圆周运动，由此可知质子的动能的圆周运动，由此可知质子的动能E1和和粒子的动粒子的动能能E2之比为之比为E1/E2=( ). 3.一长直螺线管通有交流电，一个电子以速度一长直螺线管通有交流电，一个电子以速度v沿沿着螺线管的轴线射入管内，则电子在管内的运动情着螺线管的轴线

10、射入管内，则电子在管内的运动情况是：况是：( ) A.匀加速运动匀加速运动 B.匀减速运动匀减速运动 C.匀速直线运动匀速直线运动 D.在螺线管内来回往复运动在螺线管内来回往复运动课课 前前 热热 身身 C 4 4、匀强电场、匀强电场E E和匀强磁场和匀强磁场B B，方向竖直向，方向竖直向上，一质量为上，一质量为m m的带电粒子在此区域内恰以速的带电粒子在此区域内恰以速率率v v作匀速圆周运动，则它的半径作匀速圆周运动，则它的半径R=R=？ 解析：解析：粒子作匀速圆周运动，则合外力必定是粒子作匀速圆周运动，则合外力必定是大小不变，而方向时刻改变的向心力，所以，它所大小不变，而方向时刻改变的向心

11、力，所以，它所受到的方向不发生改变的力必须互相平衡，因此重受到的方向不发生改变的力必须互相平衡，因此重力与电场力平衡，仅洛伦兹力提供向心力，则：力与电场力平衡，仅洛伦兹力提供向心力，则：RvmBqvEqmg2BgvER 5 5、如图所示，铜质导电板置于匀强磁、如图所示，铜质导电板置于匀强磁场中，通电时铜板中电流方向向下，场中，通电时铜板中电流方向向下，由于磁场的作用，则（由于磁场的作用，则（ ）A.A.板左侧聚集较多电子，使板左侧聚集较多电子，使b b点电势高点电势高于于a a点点B.B.板左侧聚集较多电子，使板左侧聚集较多电子，使a a点电势高点电势高于于b b点点C.C.板右侧聚集较多电子