2019版高考物理大一輪復(fù)習(xí)第九章磁場(chǎng)課件學(xué)案練習(xí)（打包12套）.zip,2019,高考,物理,一輪,復(fù)習(xí),第九,磁場(chǎng),課件,練習(xí),打包,12 磁場(chǎng) 第九章 第25講磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用 欄目導(dǎo)航 1 洛倫茲力的大小和方向 1 定義 磁場(chǎng)對(duì) 的作用力 2 大小 v B時(shí) F v B時(shí) F v與B夾角為 時(shí) F 運(yùn)動(dòng)電荷 0 qvB qvBsin 3 方向 判定方法 應(yīng)用左手定則 注意四指應(yīng)指向正電荷運(yùn)動(dòng)方向或負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的反方向 方向特點(diǎn) F B F v 即F垂直于 決定的平面 注意B和v可以有任意夾角 2 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 1 若v B 帶電粒子以入射速度v做 運(yùn)動(dòng) 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 運(yùn)動(dòng) B v 勻速直線 勻速圓周 3 基本公式 向心力公式 qvB 軌道半徑公式 r 周期公式 T 2 帶電荷量為 q的粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng) 下列說法中正確的是 A 只要速度大小相同 所受洛倫茲力的大小就相同B 如果把 q改為 q 且速度反向 大小不變 則其所受洛倫茲力的大小相等C 洛倫茲力方向一定與電荷速度方向垂直 磁場(chǎng)方向一定與電荷運(yùn)動(dòng)方向垂直D 粒子在只受洛倫茲力作用下運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能 速度均不變 B 3 如圖中a b c d為四根與紙面垂直的長(zhǎng)直導(dǎo)線 其橫截面位于正方形的四個(gè)頂點(diǎn)上 導(dǎo)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(diǎn)沿垂直于紙面的方向向外運(yùn)動(dòng) 它所受洛倫茲力的方向是 A 向上B 向下C 向左D 向右解析據(jù)題意 由安培定則可知 b d兩通電直導(dǎo)線在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)相抵消 a c兩通電直導(dǎo)線在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向均向左 所以四條通電直導(dǎo)線在O點(diǎn)產(chǎn)生的合磁場(chǎng)方向向左 由左手定則可判斷帶電粒子所受洛倫茲力的方向向下 選項(xiàng)B正確 B 1 洛倫茲力的特點(diǎn) 1 利用左手定則判斷洛倫茲力的方向 注意區(qū)分正 負(fù)電荷 2 當(dāng)電荷運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生變化時(shí) 洛倫茲力的方向也隨之變化 3 運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中不一定受洛倫茲力作用 4 洛倫茲力一定不做功 一對(duì)洛倫茲力的理解 2 洛倫茲力與電場(chǎng)力的比較 洛倫茲力與安培力的聯(lián)系及區(qū)別 1 安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn) 二者是相同性質(zhì)的力 都是磁場(chǎng)力 2 安培力可以做功 而洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷不做功 AC 1 圓心的確定 1 基本思路 與速度方向垂直的直線和圖中弦的中垂線一定過圓心 2 兩種常見情形 已知入射方向和出射方向時(shí) 可通過入射點(diǎn)和出射點(diǎn)分別作垂直于入射方向和出射方向的直線 兩條直線的交點(diǎn)就是圓弧軌道的圓心 如圖甲所示 圖中P為入射點(diǎn) M為出射點(diǎn) 二帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 已知入射點(diǎn)和出射點(diǎn)的位置時(shí) 可以先通過入射點(diǎn)作入射方向的垂線 再連接入射點(diǎn)和出射點(diǎn) 作其中垂線 這兩條垂線的交點(diǎn)就是圓弧軌道的圓心 如圖乙所示 圖中P為入射點(diǎn) M為出射點(diǎn) 帶電粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的解題步驟 例2 2017 湖北武漢模擬 如圖所示 虛線圓所圍區(qū)域內(nèi)有方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng) 磁感應(yīng)強(qiáng)度為B 一束電子沿圓形區(qū)域的直徑方向以速度v射入磁場(chǎng) 電子束經(jīng)過磁場(chǎng)區(qū)后 其運(yùn)動(dòng)方向與原入射方向成 角 設(shè)電子質(zhì)量為m 電荷量為e 不計(jì)電子之間相互作用力及所受的重力 求 1 電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑R 2 電子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t 3 圓形磁場(chǎng)區(qū)域的半徑r 三帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的多解問題 求解帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)多解問題的技巧 1 分析題目特點(diǎn) 確定題目多解的形成原因 2 作出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖 全面考慮多種可能性 3 若為周期性重復(fù)的多解問題 尋找通項(xiàng)式 若是出現(xiàn)幾種解的可能性 注意每種解出現(xiàn)的條件 1 帶電粒子電性不確定形成多解受洛倫茲力作用的帶電粒子 可能帶正電 也可能帶負(fù)電 在相同的初速度的條件下 正 負(fù)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡不同 形成多解 如圖 帶電粒子以速率v垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng) 如帶正電 其軌跡為a 如帶負(fù)電 其軌跡為b 例3 如圖所示 寬度為d的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng) 磁感應(yīng)強(qiáng)度為B MM 和NN 是它的兩條邊界 現(xiàn)有質(zhì)量為m 電荷量為q的帶電粒子沿圖示方向垂直磁場(chǎng)射入 要使粒子不能從邊界NN 射出 則粒子入射速率v的最大值可能是多少 2 磁場(chǎng)方向不確定形成多解有些題目只告訴了磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小 而未具體指出磁感應(yīng)強(qiáng)度方向 此時(shí)必須要考慮磁感應(yīng)強(qiáng)度方向不確定而形成的多解 AC 解析由于本題中沒有明確磁場(chǎng)方向和電子的環(huán)繞方向 所以電子受洛倫茲力的方向有兩種可能 一種可能是F電和F洛同時(shí)指向圓心 如圖甲 乙所示 另一種可能是F電和F洛一個(gè)指向圓心 另一個(gè)背離圓心 如圖的丙 丁所示 所以本題有兩個(gè)解 3 臨界狀態(tài)不唯一形成多解帶電粒子在洛倫茲力作用下飛越有界磁場(chǎng)時(shí) 由于粒子運(yùn)動(dòng)軌跡是圓弧狀 因此 它可能穿過去了 也可能轉(zhuǎn)過180 從入射界面這邊反向飛出 于是形成了多解 如圖所示 例5 長(zhǎng)為L(zhǎng)的水平極板間 有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng) 如圖所示 磁感應(yīng)強(qiáng)度為B 板間距離也為L(zhǎng) 板不帶電 現(xiàn)有質(zhì)量為m 電量為q的帶正電粒子 不計(jì)重力 從左邊極板間中點(diǎn)處垂直磁感線以速度v水平射入磁場(chǎng) 欲使粒子不打在極板上 求速度的取值范圍 解析由左手定則判斷粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)向上偏 很明顯 圓周運(yùn)動(dòng)的半徑大于某值r1時(shí)粒子可以從極板右邊穿出 而半徑小于某值r2時(shí)粒子可從極板的左邊穿出 4 運(yùn)動(dòng)的周期性形成多解帶電粒子在部分是電場(chǎng) 部分是磁場(chǎng)的空間運(yùn)動(dòng)時(shí) 運(yùn)動(dòng)往往具有往復(fù)性 從而形成多解 如圖所示 例6 2017 華中師大附中模擬 如圖甲所示 M N為豎直放置彼此平行的兩塊平板 板間距離為d 兩板中央各有一個(gè)小孔O O 正對(duì) 在兩板間有垂直于紙面方向的磁場(chǎng) 磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化如圖乙所示 有一群正離子在t 0時(shí)垂直于M板從小孔O射入磁場(chǎng) 已知正離子質(zhì)量為m 帶電荷量為q 正離子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期與磁感應(yīng)強(qiáng)度變化的周期都為T0 不考慮由于磁場(chǎng)變化而產(chǎn)生的電場(chǎng)的影響 不計(jì)離子所受重力 求 1 磁感應(yīng)強(qiáng)度B0的大小 2 要使正離子從O 垂直于N板射出磁場(chǎng) 正離子射入磁場(chǎng)時(shí)的速度v0的可能值 1 在陰極射線管電子流方向由左向右 其上方置一根通有如圖所示電流的直導(dǎo)線 導(dǎo)線與陰極射線管平行 則陰極射線將會(huì) A 向上偏轉(zhuǎn)B 向下偏轉(zhuǎn)C 向紙內(nèi)偏轉(zhuǎn)D 向紙外偏轉(zhuǎn) B 2 兩個(gè)質(zhì)量相同 所帶電荷量相等的帶電粒子a b 以不同的速率沿著AO方向射入圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域 其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示 若不計(jì)粒子的重力 則下列說法正確的是 A a粒子帶正電 b粒子帶負(fù)電B a粒子在磁場(chǎng)中所受洛倫茲力較大C b粒子的動(dòng)能較大D b粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng) C 3 2017 陜西渭南一模 在真空室中 有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng) 三個(gè)質(zhì)子1 2和3分別以大小相等 方向如圖所示的初速度v1 v2和v3經(jīng)過平板MN上的小孔O射入勻強(qiáng)磁場(chǎng) 這三個(gè)質(zhì)子打到平板MN上的位置到小孔O的距離分別是s1 s2和s3 不計(jì)質(zhì)子重力 則有 A s1 s2 s3B s1s2D s1 s3 s2 D 解析由已知條件可知三個(gè)質(zhì)子運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑相等 由于初速度v1和v3的方向與MN的夾角相等 所以這兩個(gè)質(zhì)子的運(yùn)動(dòng)軌跡正好能組合成一個(gè)完整的圓 則這兩個(gè)質(zhì)子打到平板MN上的位置到小孔的距離是相等的 且小于軌跡圓的直徑 而初速度為v2的質(zhì)子方向與MN垂直 則它的運(yùn)動(dòng)軌跡正好是半圓 所以質(zhì)子打到平板MN上的位置到小孔的距離恰好是圓的直徑 即s1 s3 s2 選項(xiàng)D正確 AB 答題送檢 來自閱卷名師報(bào)告 答案 ACD 1 2018 湖北黃岡模擬 多選 如圖所示 在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有三個(gè)帶電粒子 它們?cè)诩埫鎯?nèi)沿逆時(shí)針方向做勻速圓周運(yùn)動(dòng) 其中1和2為質(zhì)子的軌跡 3為 粒子 氦核 的軌跡 三者的軌道半徑關(guān)系為R1 R2 R3 并相切于P點(diǎn) 設(shè)v a T F分別表示它們做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度 加速度 周期和所受的洛倫茲力的大小 則下列判斷正確的是 A v1 v2 v3B a1 a2 a3C T1 T2 T3D F1 F2 F3 AB AD B 4 一個(gè)質(zhì)量m 0 1g的小滑塊 帶有q 5 10 4C的電荷 放置在傾角 30 的光滑斜面上 斜面絕緣 斜面置于B 0 5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里 如圖所示 小滑塊由靜止開始沿斜面下滑 沿斜面足夠長(zhǎng) 小滑塊滑至某一位置時(shí) 要離開斜面 問 1 小滑塊帶何種電荷 2 小滑塊離開斜面時(shí)的瞬時(shí)速度是多大 3 該斜面的長(zhǎng)度至少多長(zhǎng) 解析 1 小滑塊沿斜面下滑過程中 受到重力mg 斜面支持力FN和洛倫茲力F 若要小滑塊離開斜面 洛倫茲力F方向應(yīng)垂直斜面向上 根據(jù)左手定則可知 小滑塊應(yīng)帶負(fù)電荷 5 2017 全國(guó)卷 如圖 空間存在方向垂直于紙面 xOy平面 向里的磁場(chǎng) 在x 0區(qū)域 磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B0 x1 一質(zhì)量為m 電荷量為q q 0 的帶電粒子以速度v0從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿x軸正向射入磁場(chǎng) 此時(shí)開始計(jì)時(shí) 當(dāng)粒子的速度方向再次沿x軸正向時(shí) 求 不計(jì)重力 1 粒子運(yùn)動(dòng)的時(shí)間 2 粒子與O點(diǎn)間的距離