人教版高三物理一轮复习 第9章第3课时 磁场对运动电荷的作用课件 鲁科.ppt

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1、磁磁场场磁场对运动电荷的作用磁场对运动电荷的作用第九章2021/8/9 星期一1一、洛伦兹力1.洛伦兹力是.2.大小：(此式只适用于电荷运动方向与磁场方向垂直的情况.若两方向成角，洛伦兹力大小为F=qvBsin，当=0时，F=0，当=90时，F=qvB).3.方向：由左手定则判定(注意正、负电荷的不同).F一定垂直B、v所决定的平面，但B与v不一定垂直.磁场对运动电荷的作用力磁场对运动电荷的作用力F=qvB2021/8/9 星期一24.特点：(1)不论带电粒子在磁场中做何种运动，因为Fv，故F一定不做功.只改变速度的方向，因而不改变速度的大小，所以运动电荷垂直磁感线进入匀强磁场仅受洛伦兹力时，

2、一定做.(2)F与运动状态有关.速度变化会引起F的变化，对电荷进行受力分析和运动状态分析时应注意.匀速圆周运动匀速圆周运动2021/8/9 星期一3二、带电粒子在匀强磁场中运动(不计其他力的作用)1.若带电粒子初速度方向与磁场方向共线，则做.2.若带电粒子垂直进入匀强磁场，则做匀速圆周运动.(1)向心力由洛伦兹力提供：；(2)轨道半径，周期等.匀速直线运动匀速直线运动2021/8/9 星期一4洛伦兹力的方向判定左手定则图图936真空中两根长直金属导线真空中两根长直金属导线平行放置，其中只有一根导线中平行放置，其中只有一根导线中通有方向未知的恒定电流，一电通有方向未知的恒定电流，一电子从子从P点

3、射入两导线之间的区域，点射入两导线之间的区域，初速度方向在两导线所确定的平初速度方向在两导线所确定的平面内，如图面内，如图936所示，今用某种所示，今用某种方法记录到电子运动轨迹的一部方法记录到电子运动轨迹的一部分如图中的曲线分如图中的曲线PQ所示，所示，2021/8/9 星期一5由此判断两导线的通电情况是()A.ab导线中通有从a到b方向的电流B.ab导线中通有从b到a方向的电流C.cd导线中通有从c到d方向的电流D.cd导线中通有从d到c方向的电流2021/8/9 星期一6由图可以看出，电子运动的轨迹，右边的圆弧半径小些，磁场强些，说明是cd中有电流，由左手定则知电子处在垂直纸面向里的磁场

4、中，再由安培定则知，电流从c流向d，故选C.2021/8/9 星期一7 变变式式训训练练1：图图937是是科科学学史史上上一一张张著著名名的的实实验验照照片片，显显示示一一个个带带电电粒粒子子在在云云室室中中穿穿过过某某种种金金属属板板运运动动的的径径迹迹云云室室放放置置在在匀匀强强磁磁场场中中，磁磁场场方方向向垂垂直直照照片片向向里里云云室室中中横横放放的的金金属属板板对对粒粒子子的的运运动动起起阻阻碍碍作作用用分分析析此此径径迹迹可可知粒子知粒子()A带正电，由下往上运动带正电，由下往上运动 B带正电，由上往下运动带正电，由上往下运动C带负电，由上往下运动带负电，由上往下运动 D带负电，由

5、下往上运动带负电，由下往上运动图图9372021/8/9 星期一82021/8/9 星期一9带电粒子在匀强磁场中的运动一足够长的矩形区域abcd内充满磁感应强度为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场，矩形区域的左边界ad长为L，现从ad中点垂直于磁场射入一速度方向与ad边夹角为30，大小为v0的带正电粒子，如图9-3-8所示，已知粒子电荷量为q，质量为m(重力不计).2021/8/9 星期一10(1)若要求粒子能从ab边射出磁场，v0应满足什么条件?(2)若要求粒子在磁场中运动的时间最长，粒子应从哪一条边界处射出，出射点位于该边界上何处?最长时间是多少?图图9382021/8/9 星期一11(1)

6、若粒子速度为v0，则 ，所以有R=，如下图所示.2021/8/9 星期一12设圆心在O1处对应圆弧与ab边相切，相应速度为v01，则R1R1sin=，将R1=代入上式可得，v01=类似地，设圆心在O2处对应圆弧与cd边相切，相应速度为v02，则R2-R2sin=，将R2=代入上式可得，v02=所以粒子能从ab边上射出磁场的v0应满足v02021/8/9 星期一13(2)由 及可知，粒子在磁场中经过的弧所对的圆心角越大，在磁场中运动的时间也越长.由图可知，在磁场中运动的半径rR1时，运动时间最长，弧所对圆心角为(2-2)，所以最长时间为t 2021/8/9 星期一14解答此类问题的关键是确定粒子

7、圆周运动的圆心、半径和轨迹，找圆心的方法是根据粒子进入磁场时的初始条件和射出磁场时的边界条件.确定粒子半径要用到几何知识，根据边角关系确定.2021/8/9 星期一15图图9392021/8/9 星期一162021/8/9 星期一172021/8/9 星期一182021/8/9 星期一19洛伦兹力和力学的综合一个质量m=0.1g的小滑块，带有q=510-4C的电荷，放置在倾角=30的光滑斜面上(绝缘)，斜面置于B=0.5T的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，如图9-3-10所示，小滑块由静止开始沿斜面滑下，斜面足够长，小滑块滑至某一位置时，要离开斜面，2021/8/9 星期一20求(1)小滑块

8、带何种电荷？(2)小滑块离开斜面的瞬时速度多大？(3)该斜面的长度至少多长？(g=10m/s2)图图93102021/8/9 星期一21(1)小滑块沿斜面下滑过程中，受重力mg、斜面支持力N和洛伦兹力f，若要小滑块离开斜面，洛伦兹力f方向应垂直斜面向上，根据左手定则可知，小滑块应带负电荷，受力分析如右图所示2021/8/9 星期一22(2)小滑块沿斜面下滑时，垂直斜面方向的加速度为零，即有Bqv+N-mgcos=0当N=0时，小滑块开始脱离斜面，所以v=3.5m/s(3)下滑过程中，只有重力做功，由动能定理mgssin=mv2斜面的长度至少应是2021/8/9 星期一23该题是洛伦兹力与力学知

9、识结合的题目，考查左手定则及平衡条件的应用，洛伦兹力大小计算及洛伦兹力不做功等知识的综合应用.解此题时要注意，滑块受的洛伦兹力虽然是变力，但运动是匀变速运动.2021/8/9 星期一24 变变式式训训练练3：某某空空间间存存在在着着如如图图9311所所示示的的水水平平方方向向的的匀匀强强磁磁场场，A、B两两个个物物块块叠叠放放在在一一起起，并并置置于于光光滑滑的的绝绝缘缘水水平平地地面面上上物物块块A带带正正电电，物物块块B为为不不带带电电的的绝绝缘缘块块水水平平恒恒力力F作作用用在在物物块块B上上，使使A、B一一起起由由静静止止开开始始向向左左运运动动在在A、B一一起起向向左左运运动动的的过过程程中中，以以下下关关于于A、B受受力力的的说说法法中中正正确的是确的是()AA对对B的压力变大的压力变大 BB对对A的摩擦力变小的摩擦力变小 CA对对B的摩擦力变大的摩擦力变大 DB对地面的压力保持不变对地面的压力保持不变图图93112021/8/9 星期一25 解解析析：A受受到到向向下下的的洛洛伦伦兹兹力力作作用用，所所以以A对对B的的压压力力变变大大，A正正确确，D错错误误AB的的加加速速度度不不变变，所所以以A向向左左的的合合外外力力不不变，变，B、C错误错误 答案：答案：A2021/8/9 星期一262021/8/9 星期一27