2020版高考物理人教版(山东专用)一轮复习课件:第九章 第2节 磁场对运动电荷的作用 .ppt
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1、第2节 磁场对运动电荷的作用,基础过关,考点研析,素养提升,基础知识,一、洛伦兹力,基础过关 紧扣教材自主落实,1.大小 (1)vB时,洛伦兹力F= .,0,(2)vB时,洛伦兹力F= .,qvB,(3)v=0时,洛伦兹力F=0.,qvBsin ,(4)v与B夹角为时,洛伦兹力F= .,2.方向 (1)判定方法 左手定则的主要内容:掌心磁感线垂直穿入掌心;四指指向 运动的方向或 运动的反方向;大拇指指向 的方向. 如图,表示 运动的方向或 运动的反方向,表示 的方向,表示 的方向. (2)方向特点 FB,Fv.即F垂直于B,v决定的 .(注意B和v可以有任意夹角),正电荷,负电荷,洛伦兹力,正
2、电荷,负电荷,磁场,洛伦兹力,平面,二、带电粒子在匀强磁场中的运动 1.洛伦兹力的特点:洛伦兹力不改变带电粒子速度的 ,或者说,洛伦兹力对带电粒子 . 2.粒子的运动性质 (1)若v0B,则粒子 ,在磁场中做 . (2)若v0B,则带电粒子在匀强磁场中做 . 如图,带电粒子在磁场中,中粒子做 运动,中粒子做 运动,中粒子做 运动.,大小,不做功,不受洛伦兹力,匀速直线运动,匀速圆周运动,匀速圆周,匀速直线,匀速圆周,(1)带电粒子在磁场中一定会受到磁场力的作用.( ),过关巧练,1.思考判断,(2)带电粒子在电场力、重力和洛伦兹力共同作用下的直线运动只能是匀速直线运动.( ) (4)由于安培力
3、是洛伦兹力的宏观表现,所以洛伦兹力也可能做功.( ),(5) 带电粒子进入匀强磁场的速度与磁场既不平行又不垂直时,粒子做螺旋状运动,即平行磁场方向做匀速直线运动,垂直磁场方向做匀速圆周运动.( ) (6)带电粒子在电场越强的地方受电场力越大,同理带电粒子在磁场越强的地方受磁场力越大.( ),2.在以下几幅图中,洛伦兹力的方向判断正确的是( ),B,解析:由左手定则可知,A图中洛伦兹力方向向外,选项A错误;B图中洛伦兹力方向向上,选项B正确;C图中洛伦兹力方向向下,选项C错误;D图中不受洛伦兹力,选项D错误.,C,3.如图所示,重力不计、初速度为v的正电荷,从a点沿水平方向射入有明显左边界的匀强
4、磁场,磁场方向垂直纸面向里,若边界右侧的磁场范围足够大,该电荷进入磁场后( ) A.动能发生改变 B.运动轨迹是一个完整的圆,正电荷始终在磁场中运动 C.运动轨迹是一个半圆,并从a点上方某处穿出边界向左射出 D.运动轨迹是一个半圆,并从a点下方某处穿出边界向左射出,解析:洛伦兹力不做功,电荷的动能不变,选项A错误;由左手定则知,正电荷刚进入磁场时受到的洛伦兹力的方向向上,电荷在匀强磁场中做匀速圆周运动,运动轨迹是一个半圆,并从a点上方某处穿出边界向左射出,选项B,D错误,C 正确.,考点一 对洛伦兹力的理解,考点研析 核心探究重难突破,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
5、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的作用.,2.洛伦兹力与电场力的比较,【典例1】 如图所示,带负电的小球以一定的初速度v0,从倾角为的粗糙绝缘斜面顶端沿斜面向下运动,斜面足够长,小球与斜面之间的动摩擦因数tan ,小球在沿斜面运动过程中某一段不可能出现的运动形式是( ) A.匀速直线运动 B.加速度减小的加速运动 C.加速度减小的减速运动 D.加速度增大的减速运动,D,解析:由于tan ,可知小球开始时重力沿斜面向下的分力大于小球受到的摩擦力,小球在斜面上沿斜面向下做加速运动.小球带负电,根据左手
6、定则可知,小球受到洛伦兹力的方向垂直于斜面向下,根据F=qvB可知,小球受到的洛伦兹力随速度的增大而增大,斜面对小球的垂直于斜面向上的支持力也随速度的增大而增大,则斜面对小球的摩擦力也随速度的增大而增大.若开始时小球受到的重力沿斜面向下的分力大于小球受到的摩擦力,由于摩擦力随速度的增大而增大,小球受到的合力减小,小球的加速度减小,所以小球沿斜面的方向做加速度减小的加速运动,当小球的加速度减小到0时,小球开始做匀速直线运动.若初速度很大时,会出现摩擦力大于下滑力,小球向下做减速运动,摩擦力随速度的减小而减小,是加速度逐渐减小的减速运动,小球在沿斜面运动过程中某一段不可能出现的运动形式是加速度增大
7、的减速运动.故选D.,BD,【针对训练】 (2019河北衡水检测)(多选)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的作用下,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.小球运动的轨迹是一条抛物线 C.洛伦兹力对小球做正功 D.水平拉力F不断变大,解析:小球能从管口处飞出,说明小球受到指向管口的洛伦兹力,根据左手定则判断,小球带正电,选项A错误;设管子运动速度为v1,小球垂直于管子向右的分运动是匀速直线运动.小球沿管子方向受到洛伦兹力的分力F1=qv1B,q,v1,B均不变,F1不变,则小球
8、沿管子做匀加速直线运动.与平抛运动类似,小球运动的轨迹是一条抛物线,选项B正确;洛伦兹力总是与速度垂直,不做功,选项C错误;设小球沿管子的分速度大小为v2,则小球受到垂直管子向左的洛伦兹力的分力F2=qv2B,v2增大,则F2增大,而拉力F=F2,则F逐渐增大,选项D正确.,考点二 带电粒子在匀强磁场中的运动,1.带电粒子在匀强磁场中圆周运动分析 (1)圆心的确定方法 方法一 若已知粒子轨迹上的两点的速度方向,则可根据洛伦兹力Fv,分别确定两点处洛伦兹力F的方向,其交点即为圆心,如图(a); 方法二 若已知粒子运动轨迹上的两点和其中某一点的速度方向,则可作出此两点的连线(即过这两点的圆弧的弦)
9、的中垂线和已知某点速度方向的垂线,中垂线与垂线的交点即为圆心,如图(b).,2.带电粒子在不同边界磁场中的运动 (1)直线边界(进出磁场具有对称性,如图所示).,(2)平行边界(存在临界条件,如图所示).,(3)圆形边界(沿径向射入必沿径向射出,如图所示).,B,审题图示,方法技巧,带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的分析方法,题组训练,1.带电粒子在双直线边界磁场中的运动(多选)如图所示,在y轴右侧存在与xOy平面垂直且范围足够大的匀强磁场,磁感应强度的大小为B,位于坐标原点的粒子源在xOy平面内发射出大量完全相同的带负电粒子,所有粒子的初速度大小均为v0,方向与x轴正方向的夹角分布在-6060
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