1、走向高考 物理路漫漫其修远兮 吾将上下而求索人教版 高考总复习走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场磁场 第八章第一部分 同步复习讲练 走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场第2讲 磁场对运动电荷的作用第八章 走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场考 点 体 验 题 型 突 破 学科特色素养 课 时 作 业 2341走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场考 点 体 验走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场洛伦兹力基础自测1.如图所示，电子枪射出的电子束进入示波管，在示波管正下方有竖直放置的通电环形导线，则
2、示波管中的电子束将()A向上偏转B向下偏转C向纸外偏转D向纸里偏转走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场答案 A解析 环形导线在示波管处产生的磁场方向垂直于纸面向外，由左手定则可判断，电子受到的洛伦兹力向上，故 A 正确。走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场考点梳理1洛伦兹力的定义：_在磁场中所受的力。2洛伦兹力的大小 3洛伦兹力的方向左手定则：伸开左手，使大拇指跟其余四指垂直，且处于同一平面内，把手放入磁场中，让_垂直穿入掌心，四指指向_运动的方向(或_运动的反方向)，那么，拇指所指的方向就是运动电荷所受_的方向。4洛伦兹力对运动电荷永不做功，因为洛伦兹
3、力方向始终与_方向垂直。运动电荷磁感线正电荷负电荷洛伦兹力电荷运动走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场归纳领悟1由安培力公式推导洛伦兹力公式 FqvB如图所示，直导线长 L，电流为 I，导体中运动电荷数为 N，截面积为 S，电荷的电量为 q，运动速度为 v，则安培力 F 安ILBNF所以洛伦兹力 FF安N BILN因为 InqSv(n 为单位体积内的电荷数)所以 FBnqSvLNnSLN qvB 式中 NnSL，故 FqvB。走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场2洛伦兹力与安培力相比较安培力是洛伦兹力的宏观表现，但各自的表现形式不同，洛伦兹力对运动电荷永
4、远不做功，而安培力对通电导线可做正功，可做负功，也可不做功。3洛伦兹力与电场力相比较洛伦兹力电场力性质磁场对在其中运动的电荷有作用力(v与B不平行)电场对放入其中的电荷有作用力产生条件磁场中静止电荷、沿磁场方向运动的电荷不受洛伦兹力电场中的电荷无论静止，还是运动都要受到电场力走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场洛伦兹力电场力方向(1)方向由电荷正负、磁场方向以及电荷运动方向决定，方向之间关系遵循左手定则(2)洛伦兹力方向一定垂直于磁场方向以及电荷运动方向(电荷运动方向与磁场方向不一定垂直)(1)方向由电荷正负、电场方向决定(2)正电荷受力方向与电场方向一致，负电荷受力方向与
5、电场方向相反大小FqvB(vB)FqE做功情况一定不做功可能做正功，可能做负功，也可能不做功 走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场带电粒子在磁场中的运动基础自测2(2014 年徐州模拟)如图所示，在真空中，水平导线中有恒定电流 I 通过，导线的正下方有一质子初速度方向与电流方向相同，则质子可能的运动情况是()A沿路径 a 运动 B沿路径 b 运动C沿路径 c 运动D沿路径 d 运动走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场答案 B解析 由安培定则，电流在下方产生的磁场方向指向纸外，由左手定则，质子刚进入磁场时所受洛伦兹力方向向上。则质子的轨迹必定向上弯曲，因此
6、 C、D 必错；由于洛伦兹力方向始终与电荷运动方向垂直，故其运动轨迹必定是曲线，则B 正确、A 错误。走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场考点梳理1若 vB，带电粒子所受的洛伦兹力 F0，因此带电粒子以速度 v 做_运动。2若 vB，带电粒子在垂直于磁感线的平面内以入射速度 v 做_运动。(1)向心力由洛伦兹力提供，即 qvBmv2R(2)轨道半径公式：R_(3)周期：T2Rv _(4)频率：f1T_匀速直线匀速圆周mvBq2mBqBq2m走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场归纳领悟1运动分析：如图所示，若带电粒子沿垂直磁场方向射入磁场，即 90时，带电
7、粒子所受洛伦兹力 F 洛Bvq，方向总与速度 v 方向垂直。洛伦兹力提供向心力，使带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动。走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场2其特征方程和基本公式：F 洛F 向向心力公式：Bqvmv2R m2Rm(2T)2RT、f 的两个特点：(1)T、f 的大小与轨道半径 R 和运行速率 v 无关，只与磁场的磁感应强度 B 和粒子的荷质比qm有关系。(2)荷质比qm相同的带电粒子，在同样的匀强磁场中，T、f相同。走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场带电粒子在有界匀强磁场中运动的极值问题基础自测3.如图所示圆形区域内，有垂直于纸面方向的匀强
8、磁场，一束质量和电荷量都相同的带电粒子，以不同的速率，沿着相同的方向，对准圆心 O 射入匀强磁场，又都从该磁场中射出，这些粒子在磁场中的运动时间有的较长，有的较短，若带电粒子在磁场中只受磁场力的作用，则在磁场中运动时间越长的带电粒子()走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场A速率一定越小B速率一定越大C在磁场中通过的路程越长D在磁场中的周期一定越大答案 A走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场解析 根据公式 T2mBq 可知，粒子的比荷相同，它们进入匀强磁场后做匀速圆周运动的周期相同，选项 D 错误；如图所示，设这些粒子在磁场中的运动圆弧所对应的圆心角为，则
9、运动时间t 360T，在磁场中运动时间越长的带电粒子，圆心角越大，运动半径越小，根据 rmvBq可知，速率一定越小，选项 A 正确，B 错误；当圆心角趋近 180时，粒子在磁场中通过的路程趋近于 0，所以选项 C 错误。走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场考点梳理1刚好穿出磁场边界的条件是带电粒子在磁场中运动的轨迹与边界_。2当速度 v 一定时，弧长(或弦长)越长，圆心角越大，则带电粒子在有界磁场中运动的时间_。3当速度 v 变化时，圆心角大的，运动时间_。4如从同一边界射入的粒子，从同一边界射出时，速度与边界的夹角_；在圆形磁场区域内，沿径向射入的粒子，必沿径向射出。相切
10、越长长相等走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场归纳领悟1解决此类问题的关键是：找准临界点。2找临界点的方法是：以题目中的“恰好”、“最大”、“最高”、“至少”等词语为突破口，借用半径 R 和速度 v(或磁场 B)之间的约束关系进行动态运动轨迹分析，确定轨迹圆和边界的关系，找出临界点，然后利用数学方法求解极值，常用结论如下：(1)刚好穿出磁场边界的条件是带电粒子在磁场中运动的轨迹与边界相切。(2)当速度 v 一定时，弧长(或弦长)越长，圆心角越大，则带电粒子在有界磁场中运动的时间越长。(3)当速度 v 变化时，圆心角大的，运动时间越长。走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部
11、分 第八章 磁场洛伦兹力多解问题基础自测4.长为 L 的水平极板间，有垂直纸面向里的匀强磁场，如图所示，磁感应强度为 B，板间距离为 L，板不带电。一质量为 m、电荷量为 q 的带正电的粒子(不计重力)，从左边极板间中点处垂直磁感线以速度 v 水平射入磁场，欲使粒子不打在极板上，可采用的方法是()走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场A使粒子的速度 vBqL4mC使粒子的速度 v5BqL4mD使粒子的速度 v5qBL4m 时从右边飞出。当 v 较小时从左边飞出14LmvqB，vqBL4m即 v0 时磁场的方向穿出纸面。现有一电荷量为 q5107C、质量为 m51010kg 的
12、带电粒子在 t0 时刻以初速度v0 沿垂直磁场方向开始运动，不计重力，则磁场变化一个周期的时间内带电粒子的平均速度的大小与初速度大小的比值是()A1 B.12 C.2 2 D.2走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场答案 C解析 本题考查带电粒子在磁场中的运动和平均速度的概念，意在考查考生对洛伦兹力和平均速度概念的理解。粒子做圆周运动的周期 T2mqB 0.02s，则 5103sT4，在磁场变化的一个周期内粒子的运动轨迹如图所示(假设粒子从 M 点运动到 N 点)。平均速度 vxt2 2rT22 2mv0qBqBm2 2v0，所以vv02 2，C 正确。走向高考 高考总复习
13、人教版 物理第一部分 第八章 磁场带电粒子在有界磁场中的运动命题规律 带电粒子在有界磁场中运动时，一般命题涉及临界问题、极值问题、相遇问题等方面。走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场(2014南昌调研)如图所示，正方形匀强磁场的边界长为 a，边界由绝缘弹性壁围成，磁场的磁感应强度为 B，质量为 m、电荷量为 q 的带正电粒子垂直于磁场方向和边界，从边界正中点 O 孔处射入磁场，其射入时的速度为17Bqa8m，带电粒子与壁碰撞前后沿壁方向的分速度不变，垂直壁方向的分速度反向、大小不变，且不计摩擦，不计粒子所受重力，碰撞时无电荷量损失，求：走向高考 高考总复习 人教版 物理第一
14、部分 第八章 磁场(1)带电粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径；(2)带电粒子从 O 孔射入到从 O 孔射出所需要的时间。走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场解析(1)设带电粒子在磁场中做圆周运动的半径为 r由 qvBmv2r得 rmvqB mqB17Bqa8m 178 a(2)据 r178 a2a，可知粒子射到 AB 边，设射到 AB 边的点 E 距 A 的距离为 x走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场由几何知识得：r2a2r(a2x)2，xa4设粒子从 O 运动到 E 的时间为 t1，OOE 为 ，如图所示sinar 817，则 arcsin 817由
15、 tmqB，得 t1 mqBarcsin 817由分析可知粒子在磁场区域要运动 8 次类似 OE 的曲线运动和 2 次匀速直线运动，才可从 O 点射出走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场设粒子从 D 到 A 的匀速直线运动时间为 t2t2av 8m17qBt8t12t28mqBarcsin 817 16m17qB则带电粒子从 O 孔射入到射出所需要的时间为8mqBarcsin 817 16m17qB答案(1)178 a(2)8mqBarcsin 817 16m17qB走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场(2014郑州质量预测)如图所示，在半径为 R 的圆
16、柱形区域内有匀强磁场，一个电子以速度 v0 从 M 点沿半径方向射入该磁场，从 N 点射出，速度方向偏转了 60。则电子从 M 到 N运行的时间是()A.2Rv0 B.2R3v0C.R3v0 D.3R3v0走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场答案 D解析 本题考查带电粒子在磁场中的运动，意在考查考生对带电粒子在有界磁场中的运动分析能力。由题意可得，电子运动轨迹所对的圆心角为 60，因此运动时间为 t16T，周期T2rv，由几何关系可得 r 3R，可知电子运动的时间为 t3R3v0，选 D。走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场学科特色素养走向高考 高考总复
17、习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场26带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的多解问题命题规律 要充分考虑带电粒子的电性、磁场方向、轨迹及临界条件的多种可能性，画出其运动轨迹，分阶段、分层次地求解。(1)带电粒子电性不确定形成多解受洛伦兹力作用的带电粒子，可能带正电，也可能带负电，在相同的初速度的条件下，正负粒子在磁场中运动轨迹不同，形成多解。走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场如图(1)，带电粒子以速率 v 垂直进入匀强磁场，如带正电，其轨迹为 a，如带负电，其轨迹为 b。走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场(2)磁场方向不确定形成多解有些题目只告诉了
18、磁感应强度大小，而未具体指出磁感应强度方向，此时必须要考虑磁感应强度方向不确定而形成的多解。如图(2)，带正电粒子以速率 v 垂直进入匀强磁场，如 B 垂直纸面向里，其轨迹为 a，如 B 垂直纸面向外，其轨迹为 b。走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场(3)临界状态不唯一形成多解带电粒子在洛伦兹力作用下飞越有界磁场时，由于粒子运动轨迹是圆弧状，因此，它可能穿过去了，也可能转过 180从入射界面这边反向飞出，如图(3)所示，于是形成了多解。走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场(4)运动的往复性形成多解带电粒子在部分是电场、部分是磁场的空间运动时，运动往往具
19、有往复性，从而形成多解。如图(4)所示。走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场如图所示，在坐标系 xOy 中，第一象限内充满着两个匀强磁场 a 和 b，OP 为分界线，磁场 a 的磁感应强度为2B，方向垂直纸面向里；磁场 b 的磁感应强度为 B，方向垂直纸面向外，P 点坐标为(4l,3l)。一质量为 m，电荷量为 q 的带正电的粒子从 P 点沿 y 轴负方向射入磁场 b，经过一段时间后，粒子恰能经过原点 O，不计粒子重力。(sin370.6，cos370.8)求：(1)粒子从 P 点运动到 O 点的时间最少是多少？(2)粒子运动的速度可能是多少？走向高考 高考总复习 人教版
20、物理第一部分 第八章 磁场解析(1)设粒子的入射速率为 v，用 Ra、Rb、Ta、Tb分别表示粒子在磁场 a 和 b 运动的轨道半径和周期则：Ra mv2qBRbmvqBTa2m2qBmqBTb2mqB走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场粒子先从磁场 b 运动，后进入磁场 a 运动，然后从 O 点射出，粒子从 P 运动到 O 点所用时间最短。如图所示走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场tan3l4l34得 37粒子在磁场 b 和磁场 a 运动的时间分别为：tb290360Tbta290360Ta故从 P 到 O 所用最少时间为：ttatb53m60qB走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场(2)由题意及图可知n(2Racos2Rbcos)3l24l2解得 v25qBl12nm(n1,2,3，)。答案(1)53m60qB(2)25qBl12nm(n1,2,3，)走向高考 高考总复习 人教版 物理第一部分 第八章 磁场课 时 作 业（点此链接）
