1、第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关第二节磁场对运动电荷的作用第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关一、洛伦兹力【问题导引】磁场中的电荷一定受洛伦兹力吗？怎样判断洛伦兹力的方向？【知识梳理】1洛伦兹力：磁场对的作用2洛伦兹力的方向(1)判断方法：左手定则抓纲扣本落实基础运动电荷掌心正电荷运动正电荷所受洛伦兹力第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关(2)方向特点：FB，Fv.即F垂直于决定的平面(注意：B和v不一定垂直)3洛伦兹力的大小F，为v与B的夹角，如图821所示(1)vB时，0或180，洛伦兹力F.(2
2、)vB时，90，洛伦兹力F.(3)v0时，洛伦兹力F.B和vBqvsin0Bqv0第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关【自主检测】1初速度为v0的电子，沿平行于通电长直导线的方向射出，直导线中电流方向与电子的初始运动方向如图822所示，则A电子将向右偏转，速率不变B电子将向左偏转，速率改变C电子将向左偏转，速率不变D电子将向右偏转，速率改变第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关解析由安培定则可知，导线右边磁场方向垂直纸面向里，由左手定则可知，电子受洛伦兹力方向向右，又因为洛伦兹力对电子不做功，故选项A正确答案A【学有所得】(1)只有运动
3、的电荷在磁场中才有可能受洛伦兹力(2)应用左手定则判定洛伦兹力的方向时，应首先明确电荷带的是正电还是负电在判断负电荷所受的洛伦兹力方向时，要注意将四指指向电荷运动的反方向第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关二、带电粒子在匀强磁场中的运动【问题导引】带电粒子(除洛伦兹力外不受其他力)在匀强磁场中做匀速圆周运动的条件是什么？【知识梳理】1若vB，则带电粒子不受洛伦兹力，在匀强磁场中做运动2若vB，则带电粒子(仅受洛伦兹力作用)在垂直于磁感线的平面内以入射速度v做运动匀速直线匀速圆周第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关第八章磁场物理菜单抓纲
4、扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关AM带负电，N带正电BM的速率小于N的速率C洛伦兹力对M、N做正功DM的运行时间大于N的运行时间【自主检测】2(2012广东理综)质量和电荷量都相等的带电粒子M和N，以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场，运行的半圆轨迹如图823中虚线所示下列表述正确的是第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关答案A第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关三、洛伦兹力的应用实例【问题导引】如何确定带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的圆心和运动时间？【知识梳理】1电视显像管的工作原理电视显像管是应用电子束(选填“电偏转
5、”或“磁偏转”)的原理来工作的，使电子束偏转的(选填“电场”或“磁场”)是由两对偏转线圈产生的显像管工作时，由阴极发射电子束，利用磁场来使电子束偏转，实现电视技术中的，使整个荧光屏都在发光磁偏转磁场扫描第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关2质谱仪(1)构造：如图824所示，由粒子源、加速电场、偏转磁场和照相底片等构成第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关qU第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关3回旋加速器(1)构造：如图825所示，D1、D2是半圆金属盒，D形盒的缝隙处接电源D形盒处于匀强磁场中交流第八章磁
6、场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关磁感应强度B无关第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关【自主检测】3(2013南昌模拟)劳伦斯和利文斯设计的回旋加速器，工作原理示意图如图826所示置于高真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可忽略磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，高频交流电频率为f，加速电压为U.若A处粒子源产生的质子质量为m、电荷量为q，在加速器中被加速，且加速过程中不考虑相对论效应和重力的影响，则下列说法正确的是第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关A质子被加速后的最大速度不可能超
7、过2RfB质子离开回旋加速器时的最大动能与加速电压U成正比C质子离开回旋加速器时的最大动能与交流电频率f成正比D质子第2次和第1次经过两D形盒间狭缝后轨道半径之比为21第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关答案A第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关【学有所得】(1)以上实例都应用了在电场中加速、在磁场中偏转(匀速圆周运动)的原理(2)用回旋加速器加速带电粒子时，由于相对论效应，粒子的能量达到一定的限度后不能够再增大，所以带电粒子通过回旋加速器加速所获得的能量是有限的第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关剖题探
8、法突破考点考点一 求解粒子在匀强磁场中做圆周运动的基本思路第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关2确定圆心的方法因为洛伦兹力f指向圆心，根据fv，画出粒子运动轨迹中任意两点(一般是射入和射出磁场的两点)的f的方向，沿两个洛伦兹力f作出其延长线的交点即为圆心，另外，圆心位置必定在圆中一根弦的中垂线上(如图827所示)第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关3计算轨迹半径的方法轨迹半径除了依据牛顿第二定律得出外，还要挖掘题目中隐含的几何关系注意以下两个重要的几何关系：(1)粒子速度的偏向角()等于圆心角()，且等于AB弦与切线的夹角(弦切角)的
9、2倍(如图827所示)，即2t.(2)相对的弦切角()相等，与相邻的弦切角()互补，180.第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关答案B方法技巧求解粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动问题，关键是画出轨迹示意图，根据轨迹和题目中的几何条件，确定粒子的圆心和半径粒子射入磁场时的速度方向和洛伦兹力f垂直以及圆轨迹呈现出的对称性特点，是求解问题的突破口第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关【跟踪训练】1(2013唐山模拟
10、)如图829所示，在一半径为R的绝缘圆柱形筒内有磁感应强度为B的匀强磁场，方向平行于轴线在圆柱形筒壁上某一直径两端开有小孔M、N，现有一束速率不同、比荷均为k的正、负离子，从M孔以角入射，一些具有特定速度的离子未与筒壁碰撞而直接从N孔射出(不考虑离子间的作用力和重力)则从N孔射出的离子第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关A是正离子，速率为kBR/cos B是正离子，速率为kBR/sin C是负离子，速率为kBR/sin D是负离子，速率为kBR/cos 第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关【考点解读】当带电粒子在有界磁场中运动时，其运
11、动轨迹往往不是完整的圆因此，在题目给出的几何条件下，要实现粒子按照一定的要求完成相应的圆周运动，粒子的带电荷量、速度或磁场的磁感应强度等必须满足一定的临界条件1两种思路一是以定理、定律为依据，首先求出所研究问题的一般规律和一般解的形式，然后再分析、讨论临界特殊规律和特殊解；二是直接分析、讨论临界状态，找出临界条件，从而通过临界条件求出临界值考点二 带电粒子在有界磁场中运动的临界问题第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关2两种方法一是物理方法，有：利用临界条件求极值；利用问题的边界条件求极值；利用矢量图求极值等二是数学方法，有：用三角函数求极值；用二次方程的判别式求极
12、值；用不等式的性质求极值；图象法、等效法、数学归纳法等3从关键词句找突破口许多临界问题，题干中常用“恰好”“最大”“至少”“不相撞”“不脱离”等词语对临界状态给以暗示，审题时，一定要抓住这些特定的词语发掘其内含规律，找出临界条件第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关4几种有界磁场中粒子的运动轨迹(如图8210所示)第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关【典例剖析】教你审题答题第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础
13、剖题探法突破考点达标训练技能过关规律总结求解带电粒子在有界磁场中运动的临界问题的常用规律(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道与边界相切(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)从同一边界射入的粒子，从同一边界射出时，速度与边界的夹角相等在圆形磁场区域内，沿径向射入的粒子必沿径向射出第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关答案B第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探
14、法突破考点达标训练技能过关【考点解读】带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时，由于种种因素影响，常常使得研究的问题出现多解的情况，以下是几种常见情况：1带电粒子电性不确定或磁场方向不确定带来的多解带电粒子，可能带正电，也可能带负电由于粒子电性的不确定，当粒子具有相同速度时，正负粒子在磁场中运动轨迹不同，可能导致多解另外，磁感应强度是矢量，如果题述条件只给出磁感应强度的大小，未告知磁感应强度的方向，此时就应考虑磁场方向不确定而形成的多解考点三带电粒子在磁场中运动的多解问题第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关2临界状态不惟一形成多解带电粒子在洛伦兹力作用下飞越有界磁场时
15、，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从入射面边界反向飞出，如图8213所示，于是形成了多解第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关3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，运动往往具有往复性，从而形成多解，如图8214所示第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关积足够大的匀强磁场，涂有荧光材料的金属小球P(半 径 忽略不计)置于金属板上A点的正上方，A、P同在纸面内，两点相距L.从A点发出的光电子，在磁场中偏转后，有的能够【典例剖析】例3(2013东城区期末)如图8215所示，一束极细的可
16、见光照射到金属板上的A点，可以从A点向各个方向发射出速率不同的电子，这些电子被称为光电子金属板左侧有一个方向垂直于纸面向里、磁感应强度为B、且面第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关(1)这一光电子从金属板发出时的速率v；(2)这一光电子在磁场中运动的可能时间t.自主解答 光电子的运动可能有两种情况情况一：若光电子的出射方向是沿斜向左下方的方向，轨迹如图(1)所示情况二：若光电子的出射方向是沿着斜向左上方的方向，轨迹如图(2)所示.第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关方法
17、技巧求解带电粒子在磁场中运动多解问题的技巧：(1)认真审题，找出题目中条件的不确定因素(2)作出粒子运动轨迹示意图(全面考虑多种可能性)(3)若为周期性重复的多解问题，寻找通项式，若是出现几种解的可能性，注意每种解出现的条件第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关【跟踪训练】3如图8216所示，垂直纸面向里的匀强磁场以MN为边界，左侧磁感应强度为B1，右侧磁感应强度为B2，B12B22 T，比荷为2106 C/kg的带正电粒子从O点以v04104m/s的速度垂直MN进入右侧的磁场区域，求粒子通过距离O点4 cm的磁场边界上的P点所需的时间第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实
18、基础剖题探法突破考点达标训练技能过关第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关1(2012北京理综)处于匀强磁场中的一个带电粒子，仅在磁场力作用下做匀速圆周运动将该粒子的运动等效为环形电流，那么此电流值A与粒子电荷量成正比B与粒子速率成正比C与粒子质量成正比D与磁感应强度成正比随堂演练达标训练技能过关第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关答案D第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关2(2013广州模拟)如图8217所示，在x轴上方存在着垂直于纸面向里
19、、磁感应强度为B的匀强磁场，一带电粒子(不计重力)从坐标原点O处，以速度v与x轴正方向成120角垂直进入磁场，若粒子穿过y轴正半轴后在磁场中到x轴的最大距离为a，则该粒子的比荷和所带电荷的正负是第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关答案C第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关3(2011海南单科)空间存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，图8218中的正方形为其边界一细束由两种粒子组成的粒子流沿垂直于磁场的方向从O点入射这两种粒子带同种电荷，它们的电荷量、质量均不同，但其比荷相同，且都包含不同速率的粒子不计重力，下列说法正确的是第八章磁场物理
20、菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关A入射速度不同的粒子在磁场中的运动时间一定不同B入射速度相同的粒子在磁场中的运动轨迹一定相同C在磁场中运动时间相同的粒子，其运动轨迹一定相同D在磁场中运动时间越长的粒子，其轨迹所对的圆心角一定越大第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关答案BD第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关4(2013黄冈中学月考)如图8219所示，在x轴的上方(y0)存在着垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B.在原点O有一个离子源向x轴上方的各个方向发射出质量为m、电荷量为q的正离子，速率都为v.求在xOy平面内运动的离子，在磁场中可能到达的最大x值和最大y值第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关解析正离子在磁场中做匀速圆周运动，当速度方向分别沿y轴正方向和x轴负方向时，轨迹分别为半个圆和一个整圆，在x轴和y轴上的交点到O点的距离最大，均为直径运动轨迹如图所示第八章磁场物理菜单抓纲扣本落实基础剖题探法突破考点达标训练技能过关课下作业本讲结束请按ESC键返回
