高考物理一轮复习第九章磁场9.2磁场对运动电荷的作用课件

盘查考点· 对点突破 考点一 洛伦兹力的特点及应用 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——指向洛伦兹力的方向． (2)方向特点：F⊥B，F⊥v，即F垂直于Bபைடு நூலகம்v决定的平面．
①与速度方向垂直的直 圆心 线过圆心 的确 ②弦的垂直平分线过圆 定 心
(2)半径的确定：找到圆心以后，就可以利用几何知识解直角三 角形的方法确定半径． α α s (3)时间的确定：t＝2πT 或 t＝360° T 或 t＝v. 其中，α 为粒子运动的圆弧所对的圆心角，T 为周期，v 为粒子 的速度，s 为运动轨迹的弧长．
5.(2018· 湖北荆门调考)(多选)如图所示，空间有一边长为 L 的 正方形匀强磁场区域 abcd，一带电粒子以垂直于磁场的速度 v 从 a 3 处沿 ab 方向进入磁场，后从 bc 边的点 p 离开磁场， bp ＝ 3 L，若 磁场的磁感应强度为 B，则以下说法中正确的是( ) A．粒子带负电 2 3LB B．粒子的比荷为 3v 2π 3L C．粒子在磁场中运动的时间 t＝ 9v D．粒子在 p 处的速度方向与 bc 边的夹角为 30°
解析：当物体 B 对小车 A 的压力为零时，小车 A 与物体 B 之 间无摩擦力的作用，A、B 匀速运动，此时物体 B 的速度最大，小 车 A 的速度最小，有 qvBB0＝mg，解得 vB＝10 m/s，根据动量守恒 定律得 Mv0＝mvB＋MvA， 解得 vA＝13.5 m/s， A、 B 正确， C 错误． 根 2 2 2 据能量守恒定律得 Q＝ΔEk＝Mv0 /2－MvA /2－mvB /2＝8.75 J，D 正 确． 答案：ABD
多维练透 4．(2018· 湖北名校联考)(多选) 如图所示， 直线 MN 上方存在范围足够大的磁感应强度为 B 的 匀强磁场， 一质子(质量为 m、 电荷量为 e)以速度 v 从 O 点沿与 MN 成 30° 角的方向射入磁场中，若不计质子重力，则( ) mv A．质子从磁场中射出时距 O 点的距离为 qB 3m v B．质子从磁场中射出时距 O 点的距离为 qB 3πm C．质子在磁场中运动的时间为 5qB 5πm D．质子在磁场中运动的时间为 3qB
解析：a 点处磁场垂直于纸面向外，根据左手定则可以判断电 子受力向上，A 正确． 答案：A
2.(2018· 聊城模拟)用绝缘细线悬挂一个质量为 m、 电荷量为＋q 的小球，让它处于如图所示的磁感应强度为 B 的匀强磁场中．由于 磁场的运动，小球静止在图中位置，这时悬线与竖直方向的夹角为 α，并被拉紧，则磁场的运动速度和方向可能是( ) mg A．v＝ Bq ，水平向左 mgtan α B．v＝ Bq ，竖直向下 mgtan α C．v＝ Bq ，竖直向上 mg D．v＝ Bq ，水平向右
3．(2018· 河北廊坊模拟)(多选)如图所示，小车 A 的质量 M＝2 kg，置于光滑水平面上，初速度 v0＝14 m/s.带正电荷 q＝0.2 C 的可 视为质点的物体 B，质量 m＝0.1 kg，将其轻放在小车 A 的右端， 在 A、B 所在的空间存在匀强磁场，方向垂直于纸面向里，磁感应 强度 B0＝0.5 T，物体 B 与小车之间存在摩擦力的作用，设小车足 够长，小车表面是绝缘的(g 取 10 m/s2)，则( ) A．物体 B 的最终速度为 10 m/s B．小车 A 的最终速度为 13.5 m/s C．小车 A 和物体 B 的最终速度约为 13.3 m/s D．小车 A 达到最小速度的全过程中系统增加的内能为 8.75 J
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的运动 (1)若 v∥B，带电粒子不受洛伦兹力，在匀强磁场中做匀速直 线运动． (2)若 v⊥B，带电粒子不仅受洛伦兹力作用，在垂直于磁感线 的平面内以入射速度 v 做匀速圆周运动．
2．半径和周期公式：(v⊥B)
3．带电粒子做匀速圆周运动的圆心、半径及运动时间的确定 (1)圆心的确定 基本思路 图例 说明 P、 M 点速 度垂线交 点 P 点速度 垂线与弦 的垂直平 分线交点
解析：根据运动的相对性，带电小球相对于磁场的速度与磁场 相对于小球(相对地面静止)的速度大小相等、方向相反．洛伦兹力 F＝qvB 中的 v 是相对于磁场的速度．根据力的平衡条件可以得出， mgtanα mg 当小球相对磁场以速度 v＝ Bq 竖直向下运动或以速度 v＝ Bq 水 平向右运动时，带电小球都能处于平衡状态，但题目中要求悬线被 拉紧，由此可以知道只有选项 C 正确． 答案：C
3．洛伦兹力的大小 (1)v∥B 时，洛伦兹力 F＝0.(θ＝0° 或 180° ) (2)v⊥B 时，洛伦兹力 F＝qvB.(θ＝90° ) (3)v＝0 时，洛伦兹力 F＝0. 4．洛伦兹力的特点 (1)洛伦兹力始终与速度方向垂直． (2)洛伦兹力不做功，只改变速度方向．
多维练透 1．(2015· 海南高考)如图，a 是竖直平面 P 上的一点，P 前有一 条形磁铁垂直于 P，且 S 极朝向 a 点，P 后一电子在偏转线圈和条 形磁铁的磁场的共同作用下，在水平面内向右弯曲经过 a 点．在电 子经过 a 点的瞬间，条形磁铁的磁场对该电子的作用力的方向 ( ) A．向上 B．向下 C．向左 D．向右
解析：由左手定则可判断出质子应落在 O、M 之间，设质子从 磁场中射出时距 O 点的距离为 d，其运动轨迹如图所示，由图示的 v2 d 几何关系可知 rsin 30° ＝2， 即 r＝d， 粒子做圆周运动满足 qvB＝m r ， mv 所以 d＝ qB ，A 正确、B 错误；质子在磁场中运动轨迹所对应的圆 300° 5πm 心角为 300° ，所以质子在磁场中运动的时间为 t＝360° T＝ 3qB ，C 错误、D 正确． 答案：AD