《金新學(xué)案》安徽省高三物理一輪 第8章 磁場(chǎng) 第二講精品課件

第二講運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的力一、洛倫茲力的大小和方向1．洛倫茲力的大小(1)v∥B時(shí)，洛倫茲力F＝___.(θ＝0°或

180°)(2)v⊥B時(shí)，洛倫茲力F＝_____.(θ＝90°)

(3)v＝0時(shí)，洛倫茲力F＝___0qvB02．洛倫茲力的方向(1)判定方法：應(yīng)用左手定則，注意四指應(yīng)

指向電流的方向即正電荷運(yùn)動(dòng)的方向或負(fù)

電荷運(yùn)動(dòng)的反方向．(2)方向特點(diǎn)：F⊥B，F(xiàn)⊥v.即F垂直于

______決定的平面．(注意B和v可以有任

意夾角)

B和v二、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1．若v∥B，帶電粒子不受洛倫茲力，在

勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做_________運(yùn)動(dòng)．2．若v⊥B，帶電粒子僅受洛倫茲力作用，

在垂直于磁感線的平面內(nèi)以入射速度v做

_________運(yùn)動(dòng)．

勻速直線勻速圓周(2)T、f和ω的特點(diǎn)T、f和ω的大小與軌道半徑r和運(yùn)行速率v

_____，只與磁場(chǎng)的___________和粒子的

_____有關(guān)．

無(wú)關(guān)磁感應(yīng)強(qiáng)度比荷一、洛倫茲力與安培力相比較安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，但各自的表現(xiàn)形式不同，洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷永遠(yuǎn)不做功，而安培力對(duì)通電導(dǎo)線可做正功，可做負(fù)功，也可不做功．二、洛倫茲力與電場(chǎng)力相比較力方向與場(chǎng)方向的關(guān)系一定是F⊥B、F⊥v正電荷受力方向與電場(chǎng)方向相同，負(fù)電荷受力方向與電場(chǎng)方向相反做功情況任何情況下都不做功可能做正功、負(fù)功，也可能不做功力F為零時(shí)場(chǎng)的情況F為零，B不一定為零F為零，E一定為零作用效果只改變電荷運(yùn)動(dòng)的速度方向，不改變速度大小既可以改變電荷運(yùn)動(dòng)的速度大小，也可以改變電荷運(yùn)動(dòng)的方向(1)電荷在電場(chǎng)中一定受電場(chǎng)力，而在磁場(chǎng)中不一定受洛倫茲力．(2)洛倫茲力的方向與速度方向一定垂直，而電場(chǎng)力的方向與速度方向無(wú)必然聯(lián)系．三、、帶帶電電粒粒子子在在勻勻強(qiáng)強(qiáng)磁磁場(chǎng)場(chǎng)中中的的勻勻速速圓圓周周運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)問(wèn)問(wèn)題題1．圓圓心心的的確確定定(1)基本本思思路路：：與與速速度度方方向向垂垂直直的的直直線線和和圖圖中中弦弦的的中中垂垂線線一一定定過(guò)過(guò)圓圓心心．．(2)兩種種情情形形①已知知入入射射方方向向和和出出射射方方向向時(shí)時(shí)，，可可通通過(guò)過(guò)入入射射點(diǎn)點(diǎn)和和射射出出點(diǎn)點(diǎn)分分別別作作垂垂直直于于入入射射方方向向和和出出射射方方向向的的直直線線，，兩兩條條直直線線的的交交點(diǎn)點(diǎn)就就是是圓圓弧弧軌軌道道的的圓圓心心(如圖甲所所示，圖圖中P為入射點(diǎn)點(diǎn)，M為出射點(diǎn)點(diǎn))．甲乙乙4．帶電粒粒子在不不同邊界界磁場(chǎng)中中的運(yùn)動(dòng)動(dòng)(1)直線邊界界(進(jìn)出磁場(chǎng)場(chǎng)具有對(duì)對(duì)稱性(2)平行邊界界(存在臨界界條件(3)圓形邊界(沿徑向射入必必沿徑向射出出，如下圖)因?yàn)殡姾蛇M(jìn)入入磁場(chǎng)時(shí)的速速度方向可以以與磁場(chǎng)方向向成任意夾答案：

B①帶電粒子的比比荷②帶電粒子在磁磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的的周期③帶電粒子的初初速度④帶電粒子在磁磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的的半徑A．①②B．①②③C．②③④D．②③答案：A答案：B答案：B答案：C帶電粒子在直直線邊界磁場(chǎng)場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)問(wèn)題已知粒子在磁磁場(chǎng)中做圓周周運(yùn)動(dòng)的半徑徑介于a/2到a之間，從發(fā)射射粒子到粒子子全部離開磁磁場(chǎng)經(jīng)歷的時(shí)時(shí)間恰好為粒粒子在磁場(chǎng)中中做圓周運(yùn)動(dòng)動(dòng)周期的四分分之一．求最最后離開磁場(chǎng)場(chǎng)的粒子從粒粒子源射出時(shí)時(shí)的(1)速度的大??；；(2)速度方向與y軸正方向夾角角的正弦．帶電粒子在勻勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做做勻速圓周運(yùn)運(yùn)動(dòng)的程序解解題法——三步法：(1)畫軌跡：即確確定圓心，幾幾何方法求半半徑并畫出軌軌跡．(2)找聯(lián)系：軌道道半徑與磁感感應(yīng)強(qiáng)度、運(yùn)運(yùn)動(dòng)速度相聯(lián)聯(lián)系，偏轉(zhuǎn)角角度與圓心角角、運(yùn)動(dòng)時(shí)間間相聯(lián)系，在在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)動(dòng)的時(shí)間與周周期相聯(lián)系．．(3)用規(guī)律：即牛牛頓第二定律律和圓周運(yùn)動(dòng)動(dòng)的規(guī)律，特特別是周期公公式，半徑公公式．1－1：如右圖所示示，直角三角角形ABC中存在一勻強(qiáng)強(qiáng)磁場(chǎng)，比荷荷相同的兩個(gè)個(gè)粒子沿AB方向射入磁場(chǎng)場(chǎng)，分別從AC邊上的P、Q兩點(diǎn)射出，則則()A．從P射出的粒子速速度大B．從Q射出的粒子速速度小C．從P射出的粒子，，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)時(shí)間長(zhǎng)D．兩粒子在磁磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的的時(shí)間一樣長(zhǎng)答案：D帶電粒子在圓圓形邊界磁場(chǎng)場(chǎng)內(nèi)運(yùn)動(dòng)問(wèn)題題答案：D2－1：受控?zé)岷司劬圩円迅叨榷燃儍舻碾?、、氚混合材料料加熱?億度以上，即即達(dá)到所謂熱熱核溫度．在在這樣的超高高溫度下，氘氘、氚混合氣氣體已完全電電離，成為氘氘、氚原子核核和自由電子子混合而成的的等離子體．．從常溫下處于于分子狀態(tài)的的氘、氚材料料開始，一直直到上述熱核核溫度的整個(gè)個(gè)加熱過(guò)程中中，必須把這這個(gè)尺寸有限限的等離子體體約束起來(lái)，，使組成等離離子體的原子子核在發(fā)生足足夠多的聚變變反應(yīng)之前不不至于失散，，可一般的容容器無(wú)法使用用，因?yàn)槿魏魏尾牧系娜萜髌鞅诙疾豢赡苣艹惺苓@樣的的高溫．而磁磁約束是目前前的重點(diǎn)研究究方案，利用用磁場(chǎng)可以約約束帶電粒子子這一特性，，構(gòu)造一個(gè)特特殊的磁容器器建成聚變反反應(yīng)堆．1.如下圖所示，，將一陰極射射線管置于一一通電螺線管管的正上方，，且在同一水水平面內(nèi)，則則陰極射線將將()A．向外偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)B．向里偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)C．向上偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)D．向下偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)解析：由安培定則則可知通電電螺線管在在陰極射線線處磁場(chǎng)方方向豎直向向下，陰極極射線帶負(fù)負(fù)電，結(jié)合合左手定則則可知其所所受洛倫茲茲力垂直于于紙面向外外．難度易易．答案：AA．帶電粒子子在磁場(chǎng)中中飛行的時(shí)時(shí)間不可能能相同B．從M點(diǎn)射入的帶帶電粒子可可能先飛出出磁場(chǎng)C．從N點(diǎn)射入的帶帶電粒子可可能先飛出出磁場(chǎng)D．從N點(diǎn)射入的帶帶電粒子可可能比M點(diǎn)射入的帶帶電粒子先先飛出磁場(chǎng)場(chǎng)解析：畫軌跡草圖圖如右圖所所示，容易易得出粒子子在圓形磁磁場(chǎng)中的軌軌跡長(zhǎng)度(或軌跡對(duì)應(yīng)應(yīng)的圓心角角)不會(huì)大于在在正方形磁磁場(chǎng)中的，，故B正確．答案：BA．三個(gè)質(zhì)子子從S運(yùn)動(dòng)到S′的時(shí)間相等等B．三個(gè)質(zhì)子子在附加磁磁場(chǎng)以外區(qū)