1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)第八章 磁場第3課時 磁場對運動電荷的作用力【學(xué)習(xí)目標(biāo)】準(zhǔn)確理解洛倫茲力公式，掌握運動電荷在磁場中受力大小的計算和方向判斷問題。掌握帶電粒子在磁場中做圓周運動問題的基本方法思路。【基礎(chǔ)過關(guān)】一洛倫茲力1.定義：磁場對運動電荷的作用力。2.大小：F=Bqvsin，式中為v與B的夾角 當(dāng)v/B時，洛倫茲力F=0 當(dāng)vB時，洛倫茲力F=Bqv 說明：只有運動電荷在磁場中才有可能受到洛倫茲力，靜止的電荷一定不受洛倫茲力的作用。3.方向：洛倫茲力的方向可用左手定則來判斷 掌心讓磁

2、感線垂直穿過掌心 四指-四指指向正電荷的運動方向或負(fù)電荷運動的反方向。 大拇指-表示帶電粒子所受洛倫茲力的方向4.特點:洛倫茲力的方向與點電荷運動方向和磁場方向都垂直 當(dāng)電荷運動方向變化時,洛倫茲力的方向也隨之變化 洛倫茲力只改變速度的方向,不改變速度的大小,洛倫茲力不做功 二帶電粒子在磁場中的運動 1.若v/B,則粒子不受洛倫茲力,在勻強磁場中做勻速直線運動. 2.若vB,則帶電粒子在垂直于磁感線的平面內(nèi)以入射速度v做勻速圓周運動。相關(guān)公式：向心力由洛倫茲力提供：軌道半徑公式：周期：角速度頻率：特點：帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動的的周期T頻率f角速度與粒子的速度（v）和半徑（r）無關(guān)，只與

3、粒子的電量（q）和質(zhì)量（m）有關(guān). q/m比荷相等的粒子，在相同的勻強磁場中，T、f和均相等【考點突破】圓心的確定 基本思路：圓心一定在與速度方向垂直的直線上，也一定在圓中一根弦的中垂線上。兩種情況：已知入射方向和出射方向，分別過入射點和出射點做速度的垂線，兩垂線的交點即是圓心，如圖甲 已知入射方向和一條弦，可做入射點速度垂線和這條弦的中垂線，兩線交點就是圓心，如圖乙半徑的確定和計算：利用平面幾何關(guān)系，求出該圓的可能半徑(或圓心角)并注意以下兩個重要的的幾何特點：如圖丙粒子速度的偏向角（）等于圓心角（），并等于AB弦與切線的夾角（弦切角)的2倍，即=2=t相對的弦切角（)相等，與相鄰的弦切角（

4、）互補，即+=1800粒子在磁場中運動時間的確定：利用圓心角與弦切角的關(guān)系，或者利用四邊形內(nèi)角和等于3600計算出圓心角的大小，由公式(或者）可求出粒子在磁場中的運動時間【方法梳理】一帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的程序解題方法（三步法）：畫軌跡：即確定圓心，運用幾何知識求半徑并畫出軌跡找聯(lián)系：軌道半徑與磁感應(yīng)強度、運動速度的聯(lián)系，偏轉(zhuǎn)角度與對應(yīng)圓心角與運動時間的聯(lián)系，在磁場中運動時間與周期相聯(lián)系。用規(guī)律：結(jié)合牛頓第二定律和圓周運動的規(guī)律，運用圓周運動的半徑公式和周期公式。【典型例題】例1.來自宇宙的質(zhì)子流，以與地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一點，則這些質(zhì)子在進入地球周圍的空間時，將

5、: ( )A.豎直向下沿直線射向地面 B.相對于預(yù)定地點，向東偏轉(zhuǎn)C.相對于預(yù)定地點，稍向西偏轉(zhuǎn) D.相對于預(yù)定地點，稍向北偏轉(zhuǎn)解析：地球表面地磁場方向由南向北，質(zhì)子是氫原子核，帶正電，根據(jù)左手定則可判定，質(zhì)子自赤道上空豎直下落過程中受洛倫茲力方向向東，故本題答案應(yīng)為B例2、如圖甲所示，在半徑為r的圓形區(qū)域內(nèi)有一勻強磁場，其磁感應(yīng)強度為B，方向垂直紙面向里.電荷量為q、質(zhì)量為m的帶正電的粒子(不計重力)從磁場邊緣A點沿圓的半徑AO方向射入磁場，離開磁場時速度方向偏轉(zhuǎn)了60角.(1)求粒子做圓周運動的半徑.(2)求粒子的入射速度.(3)若保持粒子的速率不變，從A點入射時速度的方向沿順時針轉(zhuǎn)過60

6、角，則粒子在磁場中運動的時間為多少？ 【隨堂練習(xí)】1、帶電粒子垂直勻強磁場方向運動時，會受到洛倫茲力的作用。下列表述正確的是 A洛倫茲力對帶電粒子做功 B洛倫茲力不改變帶電粒子的動能 C洛倫茲力的大小與速度無關(guān) D洛倫茲力不改變帶電粒子的速度方向2.如圖所示，水平絕緣面上一個帶電荷量為q的小帶電體處于垂直于紙面向里的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度為B，小帶電體的質(zhì)量為m.為了使它對水平絕緣面正好無壓力，應(yīng)該()A.使B的數(shù)值增大 B.使磁場以速率veq f(mg,qB) 向上移動C.使磁場以速率veq f(mg,qB) 向右移動 D.使磁場以速率veq f(mg,qB) 向左移動3.一個質(zhì)子和一個粒子

7、先后垂直磁場方向進入一個有理想邊界的勻強磁場區(qū)域，它們在磁場中的運動軌跡完全相同，都是以圖中的O 為圓心的半圓.已知質(zhì)子與粒子的電荷量之比q1q212，質(zhì)量之比m1m214，則下列說法正確的是()A.它們在磁場中運動時的動能相等B.它們在磁場中所受到的向心力大小相等C.它們在磁場中運動的時間相等D.它們在磁場中運動時的動量大小相等4.如圖所示，質(zhì)量為m、帶電荷量為q的小球從傾角為的光滑絕緣斜面上由靜止下滑，整個斜面置于方向垂直紙面向外的勻強磁場中，其磁感強度為B.若帶電小球在下滑過程中的某時刻對斜面的作用力恰好為零，則下列說法正確的是()A.小球帶正電B.小球在斜面上運動時做勻加速直線運動C.

8、小球在斜面上運動時做速度增大、加速度也增大的變加速直線運動D.小球在斜面上下滑的過程中，當(dāng)小球?qū)π泵鎵毫榱銜r的速率為eq f(mgcos ,Bq)5、（選做）如圖所示為一個質(zhì)量為m、電荷量為q的圓環(huán)，可在水平放置的足夠長的粗糙細(xì)桿上滑動，細(xì)桿處于磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，現(xiàn)給圓環(huán)向右的初速度v0，在以后的運動過程中，圓環(huán)運動的速度圖象可能是下圖中的()參考答案例2 解析：(1)設(shè)帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的半徑為R，如圖乙所示，OOA30.由圖可知圓周運動的半徑為：ROAeq r(3)r.(2)根據(jù)洛倫茲力和向心力公式得：Bqvmeq f(v2,R)有：Req f(mv,qB)eq

9、 r(3)r故粒子的入射速度veq f(r(3)rqB,m). (3)當(dāng)帶電粒子的入射方向沿順時針轉(zhuǎn)過60角時，如圖丙所示，在OAO1中，OAr，O1Aeq r(3)r，O1AO906030由幾何關(guān)系可得：O1Or，AO1E60設(shè)帶電粒子在磁場中運動所用的時間為t.由veq f(2R,T)，Req f(mv,qB)可得：Teq f(2m,Bq)解得：teq f(T,6)eq f(m,3qB).答案：(1)eq r(3)r(2)eq f(r(3)rqB,m)(3)eq f(m,3qB)隨堂練習(xí)1、B 2、D3、解析：因為軌跡相同，由半徑公式Req f(mv,qB)可得：動能Ekeq f(1,2)

10、mv2eq f(q2B2R2,2m)，由題中數(shù)據(jù)可知它們在磁場中運動時的動能相等，A正確；由向心力公式Feq f(mv2,R)可知，它們在磁場中所受到的向心力大小相等，B正確；由周期公式Teq f(2m,qB)知它們的周期之比為12，軌跡在磁場中對應(yīng)的圓心角都為，所以運動時間不同，C錯誤；由半徑公式可以判斷它們在磁場中運動時的動量大小之比為12，所以D錯誤.答案：AB4、解析：對小球進行受力分析，帶電小球在下滑的過程中某時刻對斜面的作用力恰好為零，由左手定則可知，洛倫茲力應(yīng)垂直斜面向上，故A正確；又因為洛倫茲力垂直斜面，離開斜面前小球的合外力大小為mgsin ，方向沿斜面向下，故小球在斜面上運動時做勻加速直線運動，B正確；當(dāng)FN0時，有qvBmgcos ，D正確.答案：ABD5、解析：給圓環(huán)向右的初速度v