2016届《创新设计》高考物理大一轮复习：第八章磁场-2洛伦兹力带电粒子在匀强磁场中的运动讲课.ppt

第2课时　洛伦兹力　带电粒子在 匀强磁场中的运动 [知 识 梳 理] 知识点一、洛伦兹力 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 ； 拇指——指向 的方向。 (2)方向特点：F⊥B，F⊥v，即F垂直于B和v决定的 。 3．洛伦兹力的大小 (1)v∥B时，洛伦兹力F＝ 。(θ＝0°或180°) (2)v⊥B时，洛伦兹力F＝ 。(θ＝90°) (3)v＝0时，洛伦兹力F＝ 。 知识点二、带电粒子在匀强磁场中的运动 1．若v∥B，带电粒子不受洛伦兹力，在匀强磁场中做 运动。 2．若v⊥B，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。 3．半径和周期公式：(v⊥B) 2．回旋加速器 (1)构造：如图2所示，D1、D2是半圆金属盒，D形盒的缝隙处接 电源。D形盒处于匀强磁场中。 思维深化 判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。 (1)带电粒子在磁场中一定会受到磁场力的作用。 (　　) (2)洛伦兹力的方向垂直于B和v决定的平面，洛伦兹力对带电粒子永远不做功。 (　　) [题 组 自 测]　　　　　　　　　 题组一　洛伦兹力的特点与应用 1．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、B对；C、D中都是v∥B，F＝0，故C、D都错。 答案　B 2.如图3所示，一个带负电的物体从粗糙斜面顶端滑到底端，速度为v。若加上一个垂直纸面向外的磁场，则滑到底端时 (　　) 图3 A．v变大 B．v变小 C．v不变 D．不能确定v的变化 解析　由于带负电的物体沿斜面下滑时受到垂直斜面向下的洛伦兹力作用，故物体对斜面的正压力增大，斜面对物体的滑动摩擦力增大，由于物体克服摩擦力做功增大，所以物体滑到底端时v变小，B正确。 答案　B 题组二　带电粒子在匀强磁场中的运动 3. (多选)如图4所示，一重力不计的带电粒子以一定的速率从a点对准圆心射入一圆形匀强磁场，恰好从b点射出。增大粒子射入磁场的速率，下列判断正确的是 (　　) 图4 A．该粒子带正电 B．该粒子带负电 C．粒子从ab间射出 D．粒子从bc间射出 4.(多选)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5中虚线所 示。下列表述正确的是 (　　) A．M带负电，N带正电 B．M的速率小于N的速率 C．洛伦兹力对M、N做正功 D．M的运行时间等于N的运行时间 考点一　洛伦兹力的特点与应用　　　　　　　 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)左手判断洛伦兹力方向，但一定分正、负电荷。 (5)洛伦兹力一定不做功。 2．洛伦兹力与安培力的联系及区别 (1)安培力是洛伦兹力的宏观表现，二者是相同性质的力，都是磁场力。 (2)安培力可以做功，而洛伦兹力对运动电荷不做功。 【例1】　(多选)一个带正电的小球沿 光滑绝缘的桌面向右运动，速度方 向垂直于一个水平向里的匀强磁场， 如图6所示，小球飞离桌面后落到地 板上，设飞行时间为t1，水平射程为 x1，着地速度为v1。撤去磁场，其余的条件不变，小球飞行时间为t2，水平射程为x2，着地速度为v2，则下列论述正确的是 (　　) A．x1＞x2 B．t1＞t2 C．v1和v2大小相等 D．v1和v2方向相同 洛伦兹力对运动电荷(或带电体)不做功，不改变速度的大小，但它可改变运动电荷(或带电体)速度的方向，影响带电体所受其他力的大小和带电体的运动时间等。 【变式训练】 1. (2014·北京海淀区期末)如图7所示，在赤道处，将一小球向东水平抛出，落地点为a；给小球带上电荷后，仍以原来的速度抛出，考虑地磁场的影响，下列说法正确的是 (　　) 图7 A．无论小球带何种电荷，小球仍会落在a点 B．无论小球带何种电荷，小球下落时间都会延长 C．若小球带负电荷，