高中物理专题课件第九章磁场 第二节磁场对运动电荷的作用PPT模板

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磁场对运动电荷的作用 课件 (共19张PPT)

磁场对运动电荷的作用 课件 (共19张PPT)
(1)电子在磁场中运动轨迹的半R; (2)电子在磁场中运动的时间t; (3)圆形磁场区域的半径r.
分析:这道题目是m 、v、 q、B 全知道典型例题,直接 由已知条件求出R,然后求几何条件。
解析: (1)由牛顿第二定律和洛伦兹力公式得 mv2 e vB设电子做匀速圆周运动的周期为 = (2) R 解得 R=
mv0 B. qR 3mv0 D. qR
解析:由轨迹的对称性可知,粒子沿 半径方向进入磁场, 必沿半径方向射出磁 场,根据几何关系,粒子做匀速圆周运动 m v2 的半径 r= 3R,根据 qvB= r ,得 B= 3m v 0 ,故 A 正确. 3qR
答案:A
2、如图所示,在屏MN的上方有磁感应强度 为B的匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里 。P为屏上的一个小孔。PC与MN垂直。一群 质量为m、带电荷量为-q的粒子(不计重力) ,以相同的速率v,从P处沿垂直于磁场的方 向射入磁场区域。粒子入射方向在与磁场B 垂直的平面内,且散开在与PC夹角为θ的范 围内。则在屏MN上被粒子打中的区域的长度 为多少?
则 T= 2πR 2πm = m v eB v T,
由如图所示的几何关系得圆心角 α=θ, 所以 t= α mθ T= . 2π eB θ r = , 2系可知,tan 所以 r= mv θ tan . eB 2
类型题二、 m 、v、 q、B 不全知道典型解题思路
【典例 3】 (2013· 全国新课标Ⅰ,18)如图半径为 R 的圆是一
• 3.洛伦兹力的大小(洛伦兹力的公式 考纲要求 Ⅱ) 0 • (1)v∥B时,洛伦兹力F=___.( θ= 0°或180°) qvB • (2)v⊥B时,洛伦兹力F=_____ .(θ= 90°) 0 • (3)v=0时,洛伦兹力F=____.

高考物理一轮复习 第九章 磁场 第2节 磁场对运动电荷的作用课件 _00001

高考物理一轮复习 第九章 磁场 第2节 磁场对运动电荷的作用课件 _00001
)
3
0 2
qv0B=m
3
,解得磁感应强度的最小值为 B= 20 ,故 ABC 错误,D 正确;

0
故选A.B=
D。
2
30
B.B=
2
2 3 0
C.B=
3
30
D.B=
D
2
关闭
12/8/2021
解析
解析
第十一页,共四十七页。
答案
答案
-12命题(mìng Nhomakorabea命题(mì
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第十九页,共四十七页。
-20命题(mì
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命题(mì
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命题(mì
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tí)点一
tí)点二
tí)点三
带电粒子在磁场中做匀速圆周运动解题“三步法”
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第二十页,共四十七页。
-21命题(mì
ng
tí)点一
命题(mì
ng
tí)点二
命题(mì
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tí)点三
即学即练
1.(2017·全国卷Ⅱ)如图,虚线所示的圆形区域内存在一垂直于纸面的匀强磁



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第十二页,共四十七页。

=
-13命题(mì
ng
tí)点一
命题(mì
ng
tí)点二
命题(mì
ng
tí)点三
2.圆心的确定
(1)已知入射点、入射方向和出射点、出射方向时,可通过入射点和出射
点作垂直于入射方向和出射方向的直线,两条直线的交点就是圆弧轨道
的圆心(如图甲所示)。

由几何知识得:r1=sin30 °=2R,

第九章 第2讲 磁场对运动电荷的作用.pptx

第九章 第2讲 磁场对运动电荷的作用.pptx

6
教材整合·双基过关
思维探究·考点突破
@《创新设计》
2.[人教版选修3-1·P98·T1改编]下列各图中,运动电荷的速度方向、磁感应强度方向和 电荷的受力方向之间的关系正确的是( )
答案 B
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教材整合·双基过关
思维探究·考点突破
@《创新设计》
3.(2015·全国卷Ⅰ,14)两相邻匀强磁场区域的磁感应强度大小不同、方向平行。一速
图9
18
教材整合·双基过关
思维探究·考点突破
【例1】 如图10所示,竖直线MN∥PQ,MN与PQ间距离为a, 其间存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,O是MN 上一点,O处有一粒子源,某时刻放出大量速率均为v(方向均 垂直磁场方向)、比荷一定的带负电粒子(粒子重力及粒子间的 相互作用力不计),已知沿图中与MN成θ=60°角射出的粒子 恰 好 垂 直 PQ 射 出 磁 场 , 则 粒 子 在 磁 场 中 运 动 的 最 长 时 间 为
图11
A. 3∶2 B. 2∶1
C. 3∶1 D.3∶ 2
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思维探究·考点突破
@《创新设计》
解析 根据作图分析可知,当粒子在磁场中运动半个圆周时,打到圆形磁场边界的位 置距 P 点最远,则当粒子射入的速率为 v1,轨迹如图甲所示,设圆形磁场半径为 R, 由几何知识可知,粒子运动的轨道半径为 r1=Rcos 60°=12R;若粒子射入的速率为 v2, 轨迹如图乙所示,由几何知识可知,粒子运动的轨道半径为 r2=Rcos 30°= 23R;由轨 道半径 r=mqBv可知,v2∶v1=r2∶r1= 3∶1,故选项 C 正确。
图3
13
教材整合·双基过关
思维探究·考点突破

物理课件第九章 第2讲 磁场对运动电荷的作用

物理课件第九章 第2讲 磁场对运动电荷的作用

[解析] 定圆心、画轨迹,由几何关系可知,此段圆弧所对圆 心角 θ=30°,所需时间 t=112T=6πqmB;由题意可知粒子由 M 飞
π 至 N′与圆筒旋转 90°所用时间相等,即 t=ω2 =2πω,联立以上 两式得mq =3ωB,A 项正确.
[答案] A
[真题点评] 本题是带电粒子在圆形有界匀强磁场中运动,重 点考查带电粒子在匀强磁场中运动的处理方法及半径、时间的 计算方法.高考对本考点的命题还可能涉及“直线边界”磁 场、“平行边界”磁场、“三角形”有界磁场等.
解析:因为洛伦兹力的大小不但与粒子速度大小有关,而且与粒子 速度的方向有关,如当粒子速度与磁场垂直时 F=qvB,当粒子速度 与磁场平行时 F=0.又由于洛伦兹力的方向永远与粒子的速度方向 垂直,因而速度方向不同时,洛伦兹力的方向也不同,所以 A 选项 错误.因为+q 改为-q 且速度反向,由左手定则可知洛伦兹力方向 不变,再由 F=qvB 知大小也不变,所以 B 选项正确.因为电荷进 入磁场时的速度方向可以与磁场方向成任意夹角,所以 C 选项错 误.因为洛伦兹力总与速度方向垂直,因此,洛伦兹力不做功,粒 子动能不变,但洛伦兹力可改变粒子的运动方向,使粒子速度的方 向不断改变,所以 D 选项错误. 答案:B
3.洛伦兹力的大小 (1)当 v∥B 时,洛伦兹力 F= 0 .(θ=0°或 180°) (2)当 v⊥B 时,洛伦兹力 F= qvB .(θ=90°) (3)当 v=0 时,洛伦兹力 F= 0 .
二、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)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).
真题拓展探究

磁场对运动电荷的作用(优秀)PPT课件

磁场对运动电荷的作用(优秀)PPT课件

[观看] 洛伦兹力演示仪
2020/1/2
22
思考与讨论:
带电粒子在磁 场中运动时,洛 伦兹力对带电粒 子是否做功?
2020/1/2
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3.特点:
① F洛⊥B, F洛⊥V(垂直于v和B所
决定的平面)
② 洛伦兹力对电荷不做功
2020/1/2
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[例1] 一个电子的速率V=3×106 m/s,垂直射入B=0.1T的匀强磁 场中,它所受的洛伦兹力为多大? (e=1.6×10-19 C)
洛伦兹认为一切物质分子都含有电子,阴极
射线的粒子就是电子。把以太与物质的相互作
用归结为以太与电子的相互作用。这一理论成
功地解释了塞曼效应,与塞曼一起获1902年
诺贝尔物理学奖。
洛伦兹于1928年2月4日在荷兰的哈勃姆去
世,终年75岁。为了悼念这位荷兰近代文化的
巨人,举行葬礼的那天,荷兰全国的电信、电
2020/1/2
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请各位观看科普视频
2020/1/2
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☆小结
1、定义:磁场对运动电荷的作用力.施力 物体:磁场;受力物体:运动电荷.
2、产生条件:电荷在磁场中运动,且 V
洛 与 B不平行. 伦 3、方向判定:左手定则. F⊥B, F⊥V (F 兹 垂直于v和B所决定的平面) 力 4、大小(公式):F = qvB (只适用于
上的物质受到电子的撞击
时能够发光,显示出电子束
的运动轨迹。
9
[实验现象] 当电子射线管的周围 不存在磁场时,电子的运动轨迹 是直线。
当电子射线管的周围存在磁 场时,电子的运动轨迹是曲线。 [实验结论] 运动电荷确实受到了 磁场的作用力,这个力通常叫做 洛伦兹力。

磁场对运动电荷的作用ppt课件

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感应强度的 2 倍,一带电粒子在区域Ⅰ左侧边界处以垂直边 2r
界的速度进入区域Ⅰ,发现粒子离开区域Ⅰ时速度方向改变
了 30°,然后进入区域Ⅱ,测得粒子在区域Ⅱ内的运动时间 与区域Ⅰ内的运动时间相等,则下列说法正确的是( ) A.粒子在区域Ⅰ和区域Ⅱ中的速率之比为 1∶1 B.粒子在区域Ⅰ和区域Ⅱ中的角速度之比为 2∶1 C.粒子在区域Ⅰ和区域Ⅱ中的圆心角之比为 1∶2
必在过入射点垂直于入射速度方向的直 D 线 EF 上,由于粒子射入、射出磁场时运
动方向间的夹角为 60°,故圆弧 ENM 对应 圆心角为 60°,所以△EMO2 为等边三角形。
质量为 m 的粒子沿平行于直
径 ab 的方向射入磁场区域,射入点与 ab 的距离为R2, 已知粒子射出磁场与射入磁场时运动方向间的夹角
考点二 带电粒子在匀强磁场中 的运动
[考法拓展 1]此【例】中,带电粒子在圆柱形匀强磁场区域中的
运行时间为( )
A.6πqmB
B.3πqmB
C.23πqmB
D.πqmB
解析:由 T=2qπBm,t=2θπ·T 可得:t=3πqmB,故选项 B 正确。
答案:B
考点二 带电粒子在匀强磁场中 的运动
[考法拓展 2]此【例】中,若带电粒子对准圆心沿直径 ab 的方向
3、一个时代的精神,是青年代表的精神;一个时代的性格,是青春代表的性格。——马克思
2.半径的计算方法 1. 行动是成功的阶梯,行动越多,登得越高。
77、保持友谊的最好办法就是任何事情也不假手于他,同时也不借钱给他。——鲁迅
13.得进一寸进一寸,得进一尺进一尺,不断积累,飞跃必来,突破随之。
2、汉族以外的其他民族被称为少数民族.
边界上的 a 点垂直 MN

第二课时磁场对运动电荷的作用幻灯片

第二课时磁场对运动电荷的作用幻灯片
(4)特点:由于洛伦兹力总是垂直于电荷运动方向,因此,洛伦兹 力总是不做功.它只能改变运动电荷的速度方向(即动量的 方向),不能改变运动电荷的速度大小(即动能大小).
活学活用
一个质量m=0.1 g的小滑块,带有q=5×10-4 C的电荷放置在 倾角α=30°的光滑斜面(绝缘)上,斜面置于B=0.5 T的匀强 磁场中,磁场方向垂直纸面向里,如图所示,小滑块由静止开 始沿斜面滑下,其斜面足够长,小滑块滑至某一位置时,要离 开斜面.g取10 m/s2,求:
(式中yR R2) .在d2磁,s场in偏转d R中,注意R洛伦mB兹ev 力不做功.
本题纯属磁偏转,正确选项应为B、D. [答案] BD
二、 怎样研究带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动
技法讲解
带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的问题因涉及较多的
几何知识而增加了问题的难度,但无论多么复杂,其关键都
(2) 小滑块沿斜面下滑时,垂直斜面方向的加速度为零,有 Bqv+N-mgcosα=0,当N=0时,小滑块开始脱离斜面,所以
vm g B co qs0.10 .1 5 0 3 5 1 1 0 0 42 3m /s23m /s3.5m /s.
(3) 下滑过程中,只有重力做功,由动能定理:
(1) 小滑块带何种电荷? (2) 小滑块离开斜面的瞬时速度多大? (3) 该斜面的长度至少多长?
解析:该题是洛伦兹力与力学知识结合的题目,考查左手定则 及平衡条件的应用、洛伦兹力大小计算及洛伦兹力不做功 等知识的综合应用.
(1) 小滑块在沿斜面下滑过程中,受重力mg、斜面支持力N和 洛伦兹力f.若要小滑块离开斜面,洛伦兹力f方向应垂直斜 面向上,根据左手定大小仅决定于场强E和电荷的电荷量q, 即F=qE,而磁场对电荷的作用力大小不仅与磁感应强度B 和电荷的电荷量q有关,还与电荷运动速度的大小v及速度 方向与磁场方向的夹角θ有关,即F=qvBsinθ.
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迁移 2 洛伦兹力做功的特点 2.(多选)如图所示,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 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球的高 D.运动过程中三个小球的机械能均保持不变
()
解析:选 CD.设磁感应强度为 B,圆形轨道半径为 r,三个小球质量均为 m,它们恰好 通过最高点时的速度分别为 v 甲、v 乙和 v 丙,则 mg+q 甲 v 甲 B=mrv甲2 ,mg-q 乙 v 乙 B=mrv2乙, mg=mrv丙2 ,显然,v 甲>v 丙>v 乙,A、B 错误;三个小球在运动过程中,只有重力做功, 即它们的机械能守恒,D 正确;甲球在最高点处的动能最大,因为势能相等,所以甲球 的机械能最大,甲球的释放位置最高,C 正确.
【典题例析】 (2020·北京东城区统测)如图所示,界面 MN 与水平地面之间有足 够大正交的匀强磁场 B 和匀强电场 E,磁感线和电场线都处在水平方 向且互相垂直.在 MN 上方有一个带正电的小球由静止开始下落,经 电场和磁场到达水平地面.若不计空气阻力,小球在通过电场和磁场 的过程中,下列说法中正确的是 A.小球做匀变速曲线运动 B.小球的电势能保持不变 C.洛伦兹力对小球做正功 D.小球动能的增量等于其电势能和重力势能减少量的总和
对洛伦兹力的理解 【知识提炼】 1.洛伦兹力方向的特点 (1)洛伦兹力的方向总是垂直于运动电荷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)左手定则判断洛伦兹力方向,但一定分清正、负电荷.
2.洛伦兹力与电场力的比较
洛伦兹力
产生条件
v≠0 且 v 不与 B 平行
电场力 电荷处在电场中
洛伦兹力
电场力
大小
F=qvB(v⊥B)
F=qE
力方向与场
一定是 F⊥B,
正电荷受力与电场方向相同,负
方向的关系
F⊥v
电荷受力与电场方向相反
做功情况
任何情况下 都不做功
可能做正功、负功, 也可能不做功
只改变电荷的速度方向,不改变速度 既可以改变电荷的速度大小,也
作用效果
大小
可以改变运动的方向
()
A.两个滑块先都做匀加速直线运动,经过一段时间,+q 会离开斜面 B.两个滑块先都做匀加速直线运动,经过一段时间,-q 会离开斜面 C.当其中一个滑块刚好离开斜面时,另一滑块对斜面的压力为 2mgcos θ D.两滑块运动过程中,机械能均守恒
(×) (×) (√) (×) (√) (×)
2.做一做 (1)试画出下图中几种情况下带电粒子的运动轨迹.
提示:
(2)如图,MN 为铝质薄平板,铝板上方和下方分别有垂直于图平
面的匀强磁场(未画出).一带电粒子从紧贴铝板上表面的 P 点垂
直于铝板向上射出,从 Q 点穿越铝板后到达 PQ 的中点 O.已知粒
子穿越铝板时,其动能损失一半,速度方向和电荷量不变.不计重力.铝板上方和下方
的磁感应强度大小之比为
()
A.2
B. 2
C.1
D.
2 2
提示:选 D.设带电粒子在 P 点时初速度为 v1,从 Q 点穿过铝板后速度为 v2,则 Ek1=12 mv21,Ek2=12mv22,由题意可知 Ek1=2Ek2,即12mv21=mv22,则vv12= 12.粒子做圆周运动的 向心力由洛伦兹力提供,即 qvB=mRv2,得 R=mqBv,由题意可知RR12=21,所以BB12=vv12RR21= 22, 故 D 正确.
第九章 磁场 第二节 磁场对运动电荷的作用
高中物理专题课件
CONTENTS
01 复习测试一
02 复习测试二
03 复习测试三
04 复习测试四
复习测试一
【基础梳理】
提示:运动电荷 qvB(v⊥B) 左手 不做功
匀速直线
匀速圆周
mv qB
2πm qB
复习测试二
【自我诊断】 1.判一判 (1)带电粒子在磁场中运动时一定会受到磁场力的作用. (2)洛伦兹力的方向、粒子运动方向、磁场方向两两相互垂直. (3)运动电荷进入磁场后(无其他力作用)可能做匀速直线运动. (4)洛伦兹力可以做正功、做负功或不做功. (5)带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期与速度的大小无关. (6)带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径与粒子的比荷无关.
()
[解析] 带电小球在刚进入复合场时受力如图所示,则带电小球进入 复合场后做曲线运动,因为速度会发生变化,洛伦兹力就会跟着变化, 所以不可能是匀变速曲线运动,A 错误;根据电势能公式 Ep=qφ 知只 有带电小球竖直向下做直线运动时,电势能才保持不变,B 错误;洛 伦兹力的方向始终和速度方向垂直,所以洛伦兹力不做功,C 错误;从能量守恒角度分 析,D 正确. [答案] D
【迁移题组】
迁移 1 洛伦兹力方向的判断
1.图中 a、b、c、d 为四根与纸面垂直的长直导线,其横截面的电流,方向如图所示.一带正电
的粒子从正方形中心 O 点沿垂直于纸面的方向向外运动,它所受洛伦兹
力的方向是
A.向上
B.向下
C.向左
D.向右
()
解析:选 B.据题意,由安培定则可知,b、d 两通电直导线在 O 点产生的磁场相抵消,a、 c 两通电直导线在 O 点产生的磁场方向均向左,所以四条通电直导线在 O 点产生的合磁 场方向向左.由左手定则可判断带电粒子所受洛伦兹力的方向向下,B 正确.
迁移 3 洛伦兹力作用下带电体的力学问题分析
3.(多选)电荷量为+q、质量为 m 的滑块和电荷量为-q、质量为 m 的滑块同时从完全
相同的光滑斜面上由静止开始下滑,设斜面足够长,斜面倾角为 θ,在斜面上加如图所
示的磁感应强度大小为 B、方向垂直纸面向里的匀强磁场,关于滑块下滑过程中的运动
和受力情况,下面说法中正确的是(不计两滑块间的相互作用)
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