磁场经典题型.pdf
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1、1 磁场 一磁场对运动电荷的作用 二磁场中的极值最值问题 三 从磁场中的最小范围问题 四磁场中的多解问题 五复合场问题 2 磁场对运动电荷的作用 1 对洛伦兹力的理解 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,大小不变,则洛伦兹力的大小、方向均不变 C 洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直,磁场方向一定与电荷运动方向垂直 D 粒子在只受到洛伦兹力作用下运动的动能、速度均不变 答案B 2 洛伦兹力的大小计算和方向判定 如图 1 所示,匀强磁场的磁感应强度均为B,带电粒子 的速率均为v,带电荷量均为q.
2、试求出图中带电粒子所受洛伦兹力的大小,并指出洛伦 兹力的方向 图 1 答案 甲:因vB, 所以F qvB, 方向与v 垂直斜向上 乙:v与B的夹角为30,FqvBsin 30 1 2qvB ,方向垂直纸面向里 丙:由于v与B平行,所以电荷不受洛伦兹力,F0 丁:v与B垂直,FqvB,方向与v垂直斜向上 3 对带电粒子运动轨迹的确定 试画出图2中几种情况下带电粒子的运动轨迹 图 2 答案 3 考点梳理 一、洛伦兹力 1洛伦兹力:磁场对运动电荷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:掌心磁感线垂直穿入掌心; 四指指向正电荷运动的方向或负电荷运动的反方向; 拇指指向洛伦兹力
3、的方向 (2)方向特点:FB,Fv,即F垂直于B和v决定的平面 ( 注意: 洛伦兹力不做功) F、v、 B三者方向间的关系。已知v、 B的方向,可以由左手定则确定F的唯一方向:Fv、F B、 则 F 垂直于 v 和 B所构成的平面 (如图所示) ; 但已知 F和 B的方向,不能唯一确定v 的方向, 由于 v 可以在 v 和 B所确定的平面内与B成不为零的任意夹角,同理已知F 和 v 的方向,也 不能唯一确定B的方向。 3洛伦兹力的大小 F=qvBsin ,为v与 B的夹角 (1)vB时,洛伦兹力F0.(0或 180) (2)vB时,洛伦兹力FqvB.(90) (3)v0 时,洛伦兹力F0. 4
4、、洛仑兹力的特性 (1) 、无论电荷的速度方向与磁场方向间的关系如何,洛仑兹力的方 向永远与电荷的速度方向垂直,因此洛仑兹力只改变运动电荷的速度方向,不对运动电荷作 功。 (2) 、洛仑兹力是一个与运动状态有关的力,这与重力、电场力有较大的区别,在匀强电场 中,电荷所受的电场力是一个恒力,但在匀强磁场中,若运动电荷的速度大小或方向发生改 变,洛仑兹力是一个变力。 ? 题组 1 洛伦兹力的特点与应用 1带电粒子垂直匀强磁场方向运动时,会受到洛伦兹力的作用下列表述正确的是( ) 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
5、 答案B 解析洛伦兹力的方向与运动方向垂直,所以洛伦兹力永远不做功,即不改变粒子的动 能, A错误, B正确;洛伦兹力FBqv,C错误;洛伦兹力不改变速度的大小,但改变速 度的方向, D错误 2如图 1 所示,ABC为竖直平面内的光滑绝缘轨道,其中AB为倾斜直轨道,BC为与AB相切 的圆形轨道, 并且圆形轨道处在匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里质量相同的甲、 乙、 丙三个小球中,甲球带正电、乙球带负电、丙球不带电现将三个小球在轨道AB上分别 从不同高度处由静止释放,都恰好通过圆形轨道的最高点,则( ) 4 A经过最高点时,三个小球的速度相等 B经过最高点时,甲球的速度最小 C甲球的释放位置比乙
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