《（通用版）2020版高考物理一輪復習 第九章 第56課時 磁場對運動電荷的作用（重點突破課）講義（含解析）.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（通用版）2020版高考物理一輪復習 第九章 第56課時 磁場對運動電荷的作用（重點突破課）講義（含解析）.doc（5頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

第56課時　磁場對運動電荷的作用(重點突破課) 考點一　對洛倫茲力的理解 1．洛倫茲力的大小 (1)v∥B時，F(xiàn)＝0。 (2)v⊥B時，F(xiàn)＝qvB。 (3)v與B夾角為θ時，F(xiàn)＝qvBsin_θ。 2．洛倫茲力的方向(左手定則) 如圖，①表示正電荷運動的方向或負電荷運動的反方向，②表示磁感線的方向，③表示洛倫茲力的方向。 3．對洛倫茲力的理解 (1)洛倫茲力的方向總是垂直于運動電荷的速度方向和磁場方向共同確定的平面，所以洛倫茲力只改變速度的方向，不改變速度的大小，即洛倫茲力永不做功。 (2)當電荷運動方向發(fā)生變化時，洛倫茲力的方向也隨之變化。 (3)用左手定則判斷負電荷在磁場中運動所受的洛倫茲力時，要注意將四指指向負電荷運動的反方向。 [典例]　(多選)如圖為顯像管原理示意圖，電子束經(jīng)電子槍加速后，進入偏轉(zhuǎn)磁場偏轉(zhuǎn)，不加磁場時，電子束打在熒光屏正中的O點。若要使電子束打在熒光屏上的位置由O逐漸向A移動，則(　　) A．在偏轉(zhuǎn)過程中，洛倫茲力對電子束做正功 B．在偏轉(zhuǎn)過程中，電子束做勻加速曲線運動 C．偏轉(zhuǎn)磁場的磁感應強度應逐漸變大 D．偏轉(zhuǎn)磁場的方向應垂直于紙面向外 [解析]　在偏轉(zhuǎn)過程中，洛倫茲力與電子束運動方向始終垂直，對電子束不做功，A錯誤；在偏轉(zhuǎn)過程中，加速度的方向始終指向運動軌跡的圓心，即加速度方向時刻改變，故電子束做變加速曲線運動，B錯誤；電子束打在熒光屏上的OA之間，即電子束受向上偏左的洛倫茲力，由左手定則可知磁感應強度應垂直于紙面向外，電子束打在熒光屏上的位置由O逐漸向A移動，即電子束偏轉(zhuǎn)角度越來越大，運動軌跡半徑越來越小，由r＝知，磁感應強度應逐漸變大，C、D正確。 [答案]　CD 洛倫茲力的方向，取決于磁感線方向和粒子運動的方向。應特別注意其方向還和粒子所帶電荷的正、負有關(guān)。　　 [集訓沖關(guān)] 1.如圖所示，a是豎直平面P上的一點，P前有一條形磁鐵垂直于P，且S極朝向a點，P后一電子在偏轉(zhuǎn)線圈和條形磁鐵的磁場的共同作用下，在水平面內(nèi)向右彎曲經(jīng)過a點。在電子經(jīng)過a點的瞬間，條形磁鐵的磁場對該電子的作用力的方向(　　) A．向上　　　　　　　　 B．向下 C．向左 D．向右 解析：選A　條形磁鐵的磁感線方向在a點為垂直P向外，電子在條形磁鐵的磁場中向右運動，根據(jù)左手定則可得電子受到的洛倫茲力方向向上，A正確。 2．在選項圖中，運動電荷的速度方向、磁感應強度方向和電荷的受力方向之間的關(guān)系正確的是(　　) 解析：選B　根據(jù)左手定則，A中F方向向上，B中F方向向下，選項A錯誤，B正確；C、D中v都與B的方向平行，F(xiàn)＝0，選項C、D錯誤。 3.如圖所示，a、b、c、d為四根與紙面垂直的長直導線，其橫截面位于正方形的四個頂點上，導線中通有大小相同的電流，方向如圖所示。一帶正電的粒子從正方形中心O點沿垂直于紙面的方向向外運動，它所受洛倫茲力的方向是(　　) A．向上 B．向下 C．向左 D．向右 解析：選B　根據(jù)安培定則及磁感應強度的矢量疊加，可得O點處的磁場方向水平向左，再根據(jù)左手定則判斷可知，帶電粒子受到的洛倫茲力方向向下，B正確。 考點二　帶電粒子在勻強磁場中的運動 1．若v∥B，帶電粒子以入射速度v做勻速直線運動(如圖甲)。 2．若v⊥B，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(如圖乙、丙)。 (1)向心力公式：qvB＝m。 (2)軌道半徑公式：r＝。 (3)周期公式：T＝＝。 [考法細研] [例1]　如圖所示，勻強磁場中有一電荷量為q的正離子，由a點沿半圓軌跡運動，當它運動到b點時，突然吸收了附近若干電子，接著沿另一半圓軌跡運動到c點，已知a、b、c在同一直線上，且ac＝ab。電子的電荷量為e，質(zhì)量可忽略不計，則該離子吸收的電子個數(shù)為(　　) A．　　　　　　　　　　 B． C． D． [解析]　正離子由a到b的過程，軌跡半徑r1＝，此過程有qvB＝，正離子在b點吸收n個電子，因電子質(zhì)量不計，所以正離子的速度不變，電荷量變?yōu)閝－ne，正離子從b到c的過程中，軌跡半徑r2＝＝ab，且(q－ne)vB＝，解得n＝，D正確。 [答案]　D [例2]　如圖所示，在MNQP中有一垂直紙面向里的勻強磁場。質(zhì)量和電荷量都相等的帶電粒子a、b、c，以不同的速率從O點沿垂直于PQ的方向射入磁場，圖中實線是它們的運動軌跡。已知O是PQ的中點，不計粒子重力。下列說法中正確的是(　　) A．粒子a帶負電，粒子b、c帶正電 B．射入磁場時粒子a的速率最小 C．射出磁場時粒子b的動能最小 D．粒子c在磁場中運動的時間最長 [解析]　若粒子a、b、c均帶正電，根據(jù)左手定則，可判斷出粒子a、b、c均應向左偏轉(zhuǎn)，粒子b、c偏轉(zhuǎn)方向與假設相反，因此粒子a帶正電，粒子b、c帶負電，故A錯誤；帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動的向心力由洛倫茲力提供，即Bvq＝m，解得r＝，由此可知，粒子速率越大時，軌跡半徑越大，易知射入磁場時粒子c的速率最小，動能最小，又洛倫茲力不做功，故B、C錯誤；粒子運動的周期為T＝，故粒子在磁場中的偏轉(zhuǎn)角越大，運動時間越長，可知粒子c在磁場中運動的時間最長，故D正確。 [答案]　D [集訓沖關(guān)] 1．(2019深圳模擬)一個重力不計的帶電粒子垂直進入勻強磁場，在與磁場垂直的平面內(nèi)做勻速圓周運動。則能正確表示運動周期T與半徑R之間關(guān)系的圖像是(　　) 解析：選D　帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動時，有qvB＝m，可得R＝，由圓周運動規(guī)律，T＝＝，可見運動周期與半徑無關(guān)，故D項正確。 2.(2019楚雄檢測)如圖所示，平行金屬板P、Q間有磁感應強度為B的勻強磁場，靜止的電子在O點經(jīng)加速電壓U作用后，由P板上的小孔垂直進入磁場，打在Q板上的A點?，F(xiàn)使磁感應強度大小B加倍，要使電子的運動軌跡不發(fā)生變化，仍打在Q板上的A點，應該使U變?yōu)樵瓉淼?　　) A．4倍 B．2倍 C．倍 D． 解析：選A　要使電子仍打在A點，則電子在磁場中的運動半徑不變，由Bqv＝m可知R＝；B加倍，而R不變，速度v一定也要加倍；對加速過程分析可知，Uq＝mv2，解得v＝ ，要使速度v加倍，U應變?yōu)樵瓉淼?倍，故A正確。 3.(2019蘭州模擬)如圖所示，兩相鄰且范圍足夠大的勻強磁場區(qū)域Ⅰ和Ⅱ的磁感應強度方向相同(磁場未畫出)，大小分別為B和2B。一帶正電粒子(不計重力)以速度v從磁場分界線MN上某處射入?yún)^(qū)域Ⅰ，其速度方向與磁場方向垂直且與分界線MN成60角，經(jīng)過t1時間后粒子進入到區(qū)域Ⅱ，又經(jīng)過t2時間后回到區(qū)域Ⅰ，設粒子在區(qū)域Ⅰ、Ⅱ中的角速度分別為ω1、ω2，則(　　) A．ω1∶ω2＝1∶1 B．ω1∶ω2＝2∶1 C．t1∶t2＝1∶1 D．t1∶t2＝2∶1 解析：選C　由qvB＝m和v＝ωR得ω＝，故ω1∶ω2＝1∶2，A、B錯誤；若磁場方向垂直紙面向外，由幾何關(guān)系知，粒子在區(qū)域Ⅰ中的軌跡對應的圓心角為120，在區(qū)域Ⅱ中的軌跡對應的圓心角為240，由T1＝、T2＝和t＝T知t1∶t2＝1∶1，C正確；若磁場方向垂直紙面向里，由幾何關(guān)系知，粒子在區(qū)域Ⅰ中的軌跡對應的圓心角為240，在區(qū)域Ⅱ中的軌跡對應的圓心角為120，可知t1∶t2＝4∶1，D錯誤。