2018年新课标高考物理总复习课件：第52课时　磁场对运动电荷的作用（重点突破课） .ppt

《2018年新课标高考物理总复习课件：第52课时　磁场对运动电荷的作用（重点突破课） .ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018年新课标高考物理总复习课件：第52课时　磁场对运动电荷的作用（重点突破课） .ppt（36页珍藏版）》请在课堂库上搜索。

1、第第 52 课时课时 磁场对运动电荷的作用磁场对运动电荷的作用(重点突破课重点突破课)基础点基础点 自主落实自主落实 必备知识必备知识 1洛伦兹力的大小洛伦兹力的大小(1)vB 时，时，F ；(2)vB 时，时，F ；(3)v 与与 B 夹角为夹角为 时，时，F 。2洛伦兹力的方向洛伦兹力的方向(左手定则左手定则)如图，如图，表示表示 运动的方向或运动的方向或 运动的运动的反方向，反方向，表示表示 的方向，的方向，表示表示 的的 方向。方向。0 qvB qvBsin 正电荷正电荷 负电荷负电荷 磁感线磁感线 洛伦兹力洛伦兹力 3带电粒子在匀强磁场中的运动带电粒子在匀强磁场中的运动(1)若若 v

2、B，带电粒子以入射速度，带电粒子以入射速度 v 做做 运动。运动。(如图乙如图乙)(2)若若 vB，带电粒子在垂直于磁感线的平面内，以入射速度，带电粒子在垂直于磁感线的平面内，以入射速度 v做做 运动。运动。(如图甲、丙如图甲、丙)(3)基本公式基本公式 向心力公式：向心力公式：qvB_；轨道半径公式：轨道半径公式：r_；周期公式：周期公式：T2rv2mqB。匀速直线匀速直线 匀速圆周匀速圆周 mv2r mvBq 小题热身小题热身 1.在阴极射线管中电子流方向由左向在阴极射线管中电子流方向由左向 右，其上方放置一根通有如图所示电右，其上方放置一根通有如图所示电流的直导线，导线与阴极射线管平行，

3、则电子将流的直导线，导线与阴极射线管平行，则电子将 ()A向上偏转向上偏转 B向下偏转向下偏转 C向纸里偏转向纸里偏转 D向纸外偏转向纸外偏转 解析：解析：由题图可知，直线电流的方向由左向右，根据安培定则，由题图可知，直线电流的方向由左向右，根据安培定则，可判定直导线下方的磁场方向为垂直于纸面向里，而电子运动可判定直导线下方的磁场方向为垂直于纸面向里，而电子运动方向由左向右，由左手定则知方向由左向右，由左手定则知(电子带负电荷，四指要指向电子电子带负电荷，四指要指向电子运动方向的反方向运动方向的反方向)，电子将向下偏转，故，电子将向下偏转，故 B 选项正确选项正确。答案答案：B 2在下列图中，

4、运动电荷的速度方向、磁感应强度方向和电在下列图中，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荷的受力方向之间的关系正确的是 ()解析：解析：根据左手定则，根据左手定则，A 中中 F 方向应向上，方向应向上，B 中中 F 方向向下，方向向下，选项选项 A 错误，错误，B 正确；正确；C、D 中都是中都是 vB，F0，选项，选项 C、D 错误错误。答案答案：B 3.如图所示，如图所示，ab 是一弯管，其中心线是半径为是一弯管，其中心线是半径为R 的一段圆弧，将它置于一给定的匀强磁场的一段圆弧，将它置于一给定的匀强磁场中，方向垂直纸面向里，有一束粒子对准中，方向垂直纸面向里

5、，有一束粒子对准 a端射入弯管，粒子的质量、速度不同，但都端射入弯管，粒子的质量、速度不同，但都是一价负粒子，则下列说法正确的是是一价负粒子，则下列说法正确的是 ()A只有速度大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管只有速度大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管 B只有质量大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管只有质量大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管 C只有质量和速度乘积大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管只有质量和速度乘积大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管 D只有动能大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管只有动能大小一定的粒子可以沿中心线通过弯管 解析：解析：由由 RmvqB可知，在相同的磁场，相同的电荷量的

6、情况可知，在相同的磁场，相同的电荷量的情况下，粒子做圆周运动的半径决定于粒子的质量和速度的乘积下，粒子做圆周运动的半径决定于粒子的质量和速度的乘积。答案答案：C 4处于匀强磁场中的一个带电粒子，仅在磁场力作用下做匀速处于匀强磁场中的一个带电粒子，仅在磁场力作用下做匀速 圆周运动。将该粒子的运动等效为环形电流，那么此电流值圆周运动。将该粒子的运动等效为环形电流，那么此电流值 ()A与粒子电荷量成正比与粒子电荷量成正比 B与粒子速率成正比与粒子速率成正比 C与粒子质量成正比与粒子质量成正比 D与磁感应强度成正比与磁感应强度成正比 解析：解析：假设带电粒子的电荷量为假设带电粒子的电荷量为 q，在磁场

7、中做圆周运动的周，在磁场中做圆周运动的周期为期为 T2mqB，则等效电流，则等效电流 IqTq2B2m，故，故答案答案选选 D。答案答案：D 提能点提能点(一一)洛伦兹力的理解洛伦兹力的理解 提能点提能点 师生互动师生互动 典例典例 如图所示，带负电荷的摆球在一匀如图所示，带负电荷的摆球在一匀强磁场中摆动。匀强磁场的方向垂直纸面向里。强磁场中摆动。匀强磁场的方向垂直纸面向里。磁场中磁场中 A、B 为等高的两点，摆球在为等高的两点，摆球在 A、B 间摆间摆动过程中，由动过程中，由 A 摆到最低点摆到最低点 C 时，摆线拉力大时，摆线拉力大小为小为 F1，摆球加速度大小为，摆球加速度大小为 a1。

8、由。由 B 摆到最低点摆到最低点 C 时，摆线拉时，摆线拉力大小为力大小为 F2，摆球加速度大小为，摆球加速度大小为 a2，则，则 ()AF1F2，a1a2 BF1F2，a1a2 DF1F2，a1F1，故，故 B 正确。正确。答案答案 B (1)解答此类问题要牢记洛伦兹力对电荷永不做功的解答此类问题要牢记洛伦兹力对电荷永不做功的特点。特点。(2)洛伦兹力的方向总是垂直于电荷速度的方向，只洛伦兹力的方向总是垂直于电荷速度的方向，只改变速度的方向，不改变速度的大小。改变速度的方向，不改变速度的大小。集训冲关集训冲关 1.(2015 海南高考海南高考)如图，如图，a 是竖直平面是竖直平面 P 上的一

9、上的一 点，点，P 前有一条形磁铁垂直于前有一条形磁铁垂直于 P，且，且 S 极朝极朝向向 a 点，点，P 后一电子在偏转线圈和条形磁铁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。在电子经点。在电子经过过 a 点的瞬间，条形磁铁的磁场对该电子的作用力的方向点的瞬间，条形磁铁的磁场对该电子的作用力的方向()A向上向上 B向下向下 C向左向左 D向右向右 解析：解析：由题意，磁场方向垂直于纸面向外，电子运动方向向由题意，磁场方向垂直于纸面向外，电子运动方向向右，根据左手定则确定，洛伦兹力向上，右，根据左手定则确定，洛伦兹

10、力向上，A 正确正确。答案答案：A 2.(2016 北京高考北京高考)中国宋代科学家沈括在梦中国宋代科学家沈括在梦 溪笔谈中最早记载了地磁偏角：溪笔谈中最早记载了地磁偏角：“以磁石以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。也。”进一步研究表明，地球周围地磁场的进一步研究表明，地球周围地磁场的磁感线分布示意如图。结合上述材料，下列说法不正确的是磁感线分布示意如图。结合上述材料，下列说法不正确的是()A地理南、北极与地磁场的南、北极不重合地理南、北极与地磁场的南、北极不重合 B地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附近地球内部也存在磁场，地磁南极在地理北极附

11、近 C地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行地球表面任意位置的地磁场方向都与地面平行 D地磁场对射向地球赤道的带电宇宙射线粒子有力的作用地磁场对射向地球赤道的带电宇宙射线粒子有力的作用 解析：解析：由由“常微偏东，不全南也常微偏东，不全南也”和题图知，地理南、北极和题图知，地理南、北极与地磁场的南、北极不重合，由题图可看出地磁场的南极在与地磁场的南、北极不重合，由题图可看出地磁场的南极在地理北极附近，地球是一个巨大的磁体，因此地球内部也存地理北极附近，地球是一个巨大的磁体，因此地球内部也存在磁场，故选项在磁场，故选项 A、B 的说法正确。从题图中磁感线的分布的说法正确。从题图中磁感线的分布可

12、以看出，在地球表面某些位置可以看出，在地球表面某些位置(如南极、北极附近如南极、北极附近)磁感线不磁感线不与地面平行，故选项与地面平行，故选项 C 的说法不正确。宇宙射线粒子带有电的说法不正确。宇宙射线粒子带有电荷，在射向地球赤道时，运动方向与地磁场方向不平行，因荷，在射向地球赤道时，运动方向与地磁场方向不平行，因此会受到磁场力的作用，故选项此会受到磁场力的作用，故选项 D 的说法正确的说法正确。答案答案：C 提能点提能点(二二)半径公式和周期公式的理解及应用半径公式和周期公式的理解及应用 带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径公式为带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径公式为rmvqB，

13、周期公式为，周期公式为 T2mqB。高考常围绕这两个公式，考。高考常围绕这两个公式，考查各物理量对半径、周期的影响。查各物理量对半径、周期的影响。典例典例 (多选多选)(2015 全国卷全国卷)有两个匀强磁场区域有两个匀强磁场区域和和，中的磁感应强度是中的磁感应强度是中的中的 k 倍。两个速率相同的电子分倍。两个速率相同的电子分别在两磁场区域做圆周运动。与别在两磁场区域做圆周运动。与中运动的电子相比，中运动的电子相比，中的中的电子电子 ()A运动轨迹的半径是运动轨迹的半径是中的中的 k 倍倍 B加速度的大小是加速度的大小是中的中的 k 倍倍 C做圆周运动的周期是做圆周运动的周期是中的中的 k

14、倍倍 D做圆周运动的角速度与做圆周运动的角速度与中的相等中的相等 解析解析 两速率相同的电子在两匀强磁场中做匀速圆周运两速率相同的电子在两匀强磁场中做匀速圆周运动，且动，且磁场磁感应强度磁场磁感应强度 B1是是磁场磁感应强度磁场磁感应强度 B2的的 k 倍。由倍。由qvBmv2r得得 rmvqB1B，即，即中电子运动轨迹的半径是中电子运动轨迹的半径是中的中的 k倍，选项倍，选项 A 正确；由正确；由 F合合ma 得得 aF合合mqvBmB，所以，所以a2a11k，选项选项 B 错误；由错误；由 T2rv得得 Tr，所以，所以T2T1k，选项，选项 C 正确；由正确；由2T得得21T1T21k，

15、选项，选项 D 错误。错误。答案答案 AC(1)由公式由公式 rmvqB可知，半径可知，半径 r 与比荷与比荷qm成反比与速度成反比与速度 v成正比，与磁感应强度成正比，与磁感应强度 B 成反比。成反比。(2)由公式由公式 T2mqB可知，周期可知，周期 T 与速度与速度 v、半径、半径 r 无关，无关，与比荷与比荷qm成反比，与磁感应强度成反比，与磁感应强度 B 成反比。成反比。集训冲关集训冲关 1(2015 全国卷全国卷)两相邻匀强磁场区域的磁感应强度大小不同、方向两相邻匀强磁场区域的磁感应强度大小不同、方向平行。一速度方向与磁感应强度方向垂直的带电粒子平行。一速度方向与磁感应强度方向垂直

16、的带电粒子(不计重力不计重力)，从，从较强磁场区域进入到较弱磁场区域后，粒子的较强磁场区域进入到较弱磁场区域后，粒子的 ()A轨道半径减小，角速度增大轨道半径减小，角速度增大 B轨道半径减小，角速度减小轨道半径减小，角速度减小 C轨道半径增大，角速度增大轨道半径增大，角速度增大 D轨道半径增大，角速度减小轨道半径增大，角速度减小 解析：解析：分析轨道半径：带电粒子从较强磁场区域进入到较弱磁场区域分析轨道半径：带电粒子从较强磁场区域进入到较弱磁场区域后，粒子的速度后，粒子的速度 v 大小不变，磁感应强度大小不变，磁感应强度 B 减小，由公式减小，由公式 rmvqB可知，可知，轨道半径增大。分析角速度：由公式轨道半径增大。分析角速度：由公式 T2mqB可知，粒子在磁场中运可知，粒子在磁场中运动的周期增大，根据动的周期增大，根据 2T知角速度减小。选项知角速度减小。选项 D 正确。正确。答案：答案：D 2.(多选多选)空间存在方向垂直于纸面向里的匀强磁空间存在方向垂直于纸面向里的匀强磁 场，图中的正方形为其边界。一细束由两种粒场，图中的正方形为其边界。一细束由两种粒子组成的粒子流沿垂直于磁场