高考物理一轮复习第九章磁场第2讲磁场对运动电荷的作用课件

T 的大小与轨道半径 r 和运行速率 v 无关，只 q 与磁场的磁感应强度 B 和粒子的比荷m有关．
【自我诊断】 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．( √ )
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，选项 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， 选项 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， 选项 C 错误；从能量守恒角度分析，选项 D 正确．
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
[审题指导] 小球运动过程中，由于受重力和电场力作用，
其速度会发生变化，则洛伦兹力大小也发生变化，运动过程 中由于洛伦兹力始终垂直于速度方向，因此不做功．
[ 解析 ]
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，但一定分正、负电荷．
2．洛伦兹力与电场力的比较 洛伦兹力 产生条件 大小 力方向与 场方向的 关系 v≠0 且 v 不与 B 平行 F＝qvB(v⊥B) 一定是 F⊥B， F⊥v 电场力 电荷处在电场中 F＝qE 正电荷受力与电场方向 相同，负电荷受力与电场 方向相反
(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．( × )
做一做 试画出下图中几种情况下带电粒子的运动轨迹．
提示：

想一想 (1)当带电粒子射入磁场时速度 v 大小一定，但射入方向变 化时，如何确定粒子的临界条件？ (2)当带电粒子射入磁场的方向确定， 但射入时的速度大小或 磁场的磁感应强度变化时，又如何确定粒子的临界条件？
提示：(1)当带电粒子射入磁场时的速度 v 大小一定，但射 入方向变化时， 粒子做圆周运动的轨道半径 R 是确定的． 在 确定粒子运动的临界情景时，可以以入射点为定点，将轨迹 圆旋转，作出一系列轨迹，从而探索出临界条件．
(2)当带电粒子射入磁场的方向确定，但射入时的速度 v 大 小或磁场的磁感应强度 B 变化时， 粒子做圆周运动的轨道半 径 R 随之变化．可以以入射点为定点，将轨道半径放缩，作 出一系列的轨迹，从而探索出临界条件．
2．若 v⊥B，带电粒子在垂直于磁感线的平面内，以入射速
匀速圆周 运动． 度 v 做___________
3．基本公式
v2 m r ． (1)向心力公式：qvB＝_______ mv Bq (2)轨道半径公式：r＝_______ ．
Bq 2πr 2πm 1 2π 2πm；ω＝ ＝2πf＝ (3)周期公式： T＝ v ＝ qB ；f＝ T＝____ T Bq m ． _____
洛伦兹力 做功情况 任何情况下 都不做功 只改变电荷的 作用效果
电场力 可能做正功、负功， 也可能不做功 既可以改变电荷的速度
速度方向，不改 大小， 也可以改变运动的 变速度大小 方向
【典题例析】 (2018· 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( )
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( )
[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，其横截面位于正方形的四个顶点上，导线 中通有大小相同的电流，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 C．向左 )
B、v 决定的平 (2)方向特点：F⊥B，F⊥v.即 F 垂直于_______
面．(注意 B 和 v 可以有任意夹角)．
垂直于 v 的方向，故洛伦兹力永不做功． 由于 F 始终________
二、带电粒子在匀强磁场中的运动
匀速直线 运动． 1．若 v∥B，带电粒子以入射速度 v 做_________
B．向下 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，正确选项为 B.
迁移 2
洛伦兹力做功的特点
第九章
磁 场 第二节 磁场对运动电荷的作用
【基础梳理】 一、洛伦兹力
运动 电荷在磁场中所受的力． 1．定义：______
2．大小 (1)v∥B 时，F＝______ ． 0
qvB ． (2)v⊥B 时，F＝______ qvBsinθ (3)v 与 B 夹角为 θ 时，F＝__________．
3．方向 (1)左手定则判定：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直， 并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使 四指指向正电荷运动的方向， 这时拇指所指的方向就是运动 正电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向．