3.5运动电荷在磁场中受到的力汇编..pptVIP

【总结提升】计算洛伦兹力的大小时应注意的问题 计算洛伦兹力的大小时，应注意弄清速度v与磁感应强度B的方向关系。当v⊥B时，洛伦兹力F＝qvB；当v∥B时，F＝0；当v与B成θ角(0θ90°)时，应将v(或B)进行分解取它们垂直的分量计算，F=qvBsinθ。 【变式训练】两个带电粒子以相同的速度垂直磁感线方向进入同一匀强磁场，两粒子质量之比为1∶4，电量之比为1∶2，则两带电粒子受洛伦兹力之比为( ) A.2∶1 B.1∶1 C.1∶2 D.1∶4 【解析】选C。带电粒子的速度方向与磁感线方向垂直时，洛伦兹力F=qvB，与电荷量成正比，与质量无关，C项正确。 【温馨提示】磁场对运动电荷的作用力一直是高考中考查的热点之一，主要考查带电粒子在匀强磁场中的受力及运动规律，同时考查考生获取信息的能力。这种题型在今后的考试中仍可能出现，故在平时的学习中一定要打好坚实的基础。 【典例】如图甲所示为一个质 量为m、带电荷量为+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，圆环运动的速度图像可能是图乙中的( ) 考查内容 带电体在磁场中的直线运动分析 【思路点拨】题目中没有说明初速度v0的大小，应先讨论初速 度v0的大小范围，再判断圆环的受力情况，从而分析圆环的运 动情况。 【规范解答】选A、D。圆环向右运动，所受洛伦兹力方向向上。 当洛伦兹力qv0B=mg,即 时，圆环只受重力和洛伦兹力的作 用，且二力平衡，圆环将做匀速直线运动，A正确。当洛伦兹力 qv0Bmg,即 时，圆环受到竖直向下的重力、弹力，竖直向 上的洛伦兹力，水平向左的摩擦力四个力的作用，圆环向右做减 速运动，当速度减到 时，洛伦兹力qvB=mg,二力平衡，弹 力和摩擦力消失，圆环将做匀速直线运动，D正确。当洛伦兹力 qv0Bmg,即 时，圆环受到竖直向下的重力，竖直向上的洛 伦兹力、弹力，水平向左的摩擦力四个力的作用，圆环向右做减 速运动，一直减到速度为零，此过程中圆环所受摩擦力Ff=μ(mg -qvB)，圆环的加速度 由于v不断减小，所以 加速度变大，则v -t图线的斜率变大，C错误。 洛伦兹力问题的分析方法 洛伦兹力考查角度多，因而涉及洛伦兹力的题目往往较为综合，解题时可按以下步骤分析： 首先确定研究对象，进行受力分析，注意带电粒子在匀强磁场中，若速度方向与磁场方向不平行，则受洛伦兹力。 其次，根据已知条件，结合牛顿运动定律和运动学规律，列方程求解。 若涉及能量，可根据动能定理或能量守恒定律，列方程求解，同时注意洛伦兹力始终与带电粒子速度方向垂直，因而对带电粒子不做功。 【案例展示】如图所示，匀强磁场的方向竖直向下，磁场中有光滑的水平桌面，在桌面上平放着内壁光滑、底部有带电小球的试管。在水平拉力F作用下，试管向右匀速运动，带电小球能从试管口处飞出，则( ) A.小球带负电 B.小球的运动轨迹是一条抛物线 C.洛伦兹力对小球做正功 D.维持试管匀速运动的拉力F应逐渐增大 【规范解答】选B、D。由左手定则可判断小球带正电，A错误；洛伦兹力与速度方向总垂直，洛伦兹力对小球不做功，C错误；洛伦兹力在F反方向上的分量逐渐增大，故维持试管匀速运动的拉力F应逐渐增大，D正确；沿试管方向洛伦兹力的分量不变，小球沿试管匀加速运动，小球向右匀速运动的同时沿试管匀加速运动，轨迹为抛物线，B也正确。故该题正确答案为B、D。 【易错分析】本题易错选项及错误原因具体分析如下： 1.(2012·淮安高二检测)汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子。如图所示，把电子射线管(阴极射线管)放在蹄形磁铁的两极之间，可以观察到电子束偏转的方向是( ) A.向上 B.向下 C.向左 D.向右 【解析】选B。电子束由负极向正极运动，带负电，电子束运动范围内的磁场由N极指向S极，根据左手定则可知，洛伦兹力方向向下。 2.在匀强磁场中，一带电粒子沿着垂直磁感应强度的方向运动。现将该磁场的磁感应强度增大为原来的2倍，则该带电粒子受到的洛伦兹力( ) A.变为原来的 B.增大为原来的4倍 C.减小为原来的 D.增大为原来的2倍 【解析】选D。由洛伦兹力的公式F=qvB可知，磁感应强度增大为原来的2倍，带电粒子受到的洛伦兹力也增大为原来的2倍。 3.(2012·太原高二检测)带电荷量为＋q的粒子在匀强磁场中运动，下列说法中正确的是( ) A.只要速度大小相同，所受洛伦兹力就相同 B.如果把＋q改为－q，且速度反向、大