高三第一轮复习磁场对运动电荷的作用.docVIP

第八章 磁场 第3课时 磁场对运动电荷的作用力 【学习目标】 准确理解洛伦兹力公式，掌握运动电荷在磁场中受力大小的计算和方向判断问题。 掌握带电粒子在磁场中做圆周运动问题的基本方法思路。 【基础过关】 一．洛伦兹力时，时，3.方向：洛伦兹力的方向可用左手定则来判断 掌心——让磁感线垂直穿过掌心 四指----四指指向正电荷的运动方向或负电荷运动的反方向。 大拇指---表示带电粒子所受洛伦兹力的方向 4.特点:①洛伦兹力的方向与点电荷运动方向和磁场方向都垂直 ②当电荷运动方向变化时,洛伦兹力的方向也随之变化 洛伦兹力只改变速度的方向,不改变速度的大小,洛伦兹力不做功 二．带电粒子在磁场中的运动 1.若动. 2.若vB,则带电粒子在垂直于磁感线的平面内以入射速度v做匀速圆周运动。 相关公式： 向心力由洛伦兹力提供： 场中做匀速圆周运动的的周期T频率f角速度与粒子的速度（v）和半径（r）无关，只与粒子的电量（q）和质量（m）有关. ②q/m比荷相等的粒子，在相同的匀强磁场中，T、f和圆心的确定 已知入射方向和出射方向，分别过入射点和出射点做速度的垂线，两垂线的交点即是圆心，如图甲 ②已知入射方向和一条弦，可做入射点速度垂线和这条弦的中垂线，两线交点就是圆心，半径的确定和计算：利用平面几何关系，求出该圆的可能半径(或圆心角)．α），并等于弦与切线的夹角（弦切角相对的弦切角（粒子在磁场中运动时间的确定：利用圆心角与弦切角的关系，或者利用四边形内角和等于360计算出圆心角的大小，由公式可求出粒子在磁场中的运动时间．牛顿第二定律和圆周运动的规律，运用圆周运动的半径公式和周期公式。 【典型例题】 例1.来自宇宙的质子流，以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点，则这些质子在进入地球周围的空间时，将 : ( ) A.竖直向下沿直线射向地面 B.相对于预定地点，向东偏转 C.相对于预定地点，稍向西偏转 D.相对于预定地点，稍向北偏转 解析：地球表面地磁场方向由南向北，质子是氢原子核，带正电，根据左手定则可判定，质子自赤道上空竖直下落过程中受洛伦兹力方向向东，故本题答案应为B 例2、如图甲所示，在半径为r的圆形区域内有一匀强磁场，其磁感应强度为B，方向垂直纸面向里.电荷量为q、质量为m的带正电的粒子(不计重力)从磁场边缘A点沿圆的半径AO方向射入磁场，离开磁场时速度方向偏转了60°角. (1)求粒子做圆周运动的半径. (2)求粒子的入射速度. (3)若保持粒子的速率不变，从A点入射时速度的方向沿顺时针转过60°角，则粒子在磁场中运动的时间为多少？ A．洛伦兹力对带电粒子做功 B．洛伦兹力不改变带电粒子的动能 C．洛伦兹力的大小与速度无关 D．洛伦兹力不改变带电粒子的速度方向 2.如图所示，水平绝缘面上一个带电荷量为＋q的小带电体处于垂直于纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B，小带电体的质量为m.为了使它对水平绝缘面正好无压力，应该(　　)A.使B的数值增大B.使磁场以速率v＝ 向上移动 C.使磁场以速率v＝ 向右移动D.使磁场以速率v＝ 向左移动 3.一个质子和一个α粒子先后垂直磁场方向进入一个有理想边界的匀强磁场区域，它们在磁场中的运动轨迹完全相同，都是以图中的O 为圆心的半圆.已知质子与α粒子的电荷量之比q1q2＝12，质量之比m1m2＝14，则下列说法正确的是(　　) A.它们在磁场中运动时的动能相等 B.它们在磁场中所受到的向心力大小相等 C.它们在磁场中运动的时间相等 D.它们在磁场中运动时的动量大小相等 4.如图所示，质量为m、带电荷量为q的小球从倾角为θ的光滑绝缘斜面上由静止下滑，整个斜面置于方向垂直纸面向外的匀强磁场中，其磁感强度为B.若带电小球在下滑过程中的某时刻对斜面的作用力恰好为零，则下列说法正确的是(　　) A.小球带正电 B.小球在斜面上运动时做匀加速直线运动 C.小球在斜面上运动时做速度增大、加速度也增大的变加速直线运动 D.小球在斜面上下滑的过程中，当小球对斜面压力为零时的速率为5、（选做）如图所示为一个质量为m、电荷量为＋q的圆环，可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动，细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中，现给圆环向右的初速度v0，在以后的运动过程中，圆环运动的速度图象可能是下图中的(　　) 参考答案 例2 解析：(1)设带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径为R，如图乙所示，OO′A＝30°. 由图可知圆周运动的半径为： R＝O′A＝r. (2)根据洛伦兹力和向心力公式得： Bqv＝m 有：R＝＝r 故粒子的入射速度v＝. (3)当带电粒子的入射方向沿