(新课标)河南省2015高考物理总复习讲义 第8章 第2讲 磁场对运动电荷的作用.doc
《(新课标)河南省2015高考物理总复习讲义 第8章 第2讲 磁场对运动电荷的作用.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《(新课标)河南省2015高考物理总复习讲义 第8章 第2讲 磁场对运动电荷的作用.doc(13页珍藏版)》请在文库网上搜索。
1、第2讲磁场对运动电荷的作用知识一洛伦兹力的方向和大小1洛伦兹力:磁场对运动电荷的作用力2洛伦兹力的方向(1)判断方法:左手定则(2)方向特点:FB,Fv.即F垂直于B和v决定的平面(注意:B和v不一定垂直)3洛伦兹力的大小(1)vB时,洛伦兹力F0.(2)vB时,洛伦兹力FqvB.(3)v0时,洛伦兹力F0.(1)带电粒子在磁场中一定会受到磁场力的作用()(2)洛伦兹力的方向在特殊情况下可能与带电粒子的速度方向不垂直()知识二带电粒子在匀强磁场中的运动1洛伦兹力的特点洛伦兹力不改变带电粒子速度的大小,或者说,洛伦兹力对带电粒子不做功2粒子的运动性质(1)若v0B,则粒子不受洛伦兹力,在磁场中做
2、匀速直线运动(2)若v0B,则带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动3半径和周期公式(1)根据公式T,可知带电粒子在匀强磁场中的运动周期T与v成反比()(2)带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时,其运动半径与带电粒子的比荷有关()知识三质谱仪和回旋加速器1质谱仪(1)构造:如图821所示,由粒子源、加速电场、偏转磁场和照相底片等组成图821(2)原理:粒子由静止在加速电场中被加速,根据动能定理有qUmv2.粒子在磁场中受洛伦兹力偏转,做匀速圆周运动,根据牛顿第二定律,qBv.由两式可得出需要研究的物理量,如粒子轨道半径、粒子质量、比荷r,m,.2.图822回旋加速器(1)构造:如图822所示,D1
3、、D2是半圆金属盒,D形盒的缝隙处接交流电源D形盒处于匀强磁场中(2)原理:交变电流的周期和粒子做圆周运动的周期相等,粒子在做圆周运动的过程中一次一次地经过D形盒缝隙,两盒间的电场强度方向周期性地发生变化,粒子就会被一次一次地加速由qvB,得Ekm,可见粒子获得的最大动能由磁感应强度B和D形盒半径R决定,与加速电压无关(1)利用质谱仪可以测得带电粒子的比荷()(2)经过回旋加速器加速的带电粒子的最大动能是由D形盒的最大半径、磁感应强度B、加速电压的大小共同决定的()1带电荷量为q的粒子在匀强磁场中运动,下列说法中正确的是()A只要速度大小相同,所受洛伦兹力就相同B如果把q改为q,且速度反向,大
4、小不变,则洛伦兹力的大小、方向均不变C洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直,磁场方向一定与电荷运动方向垂直D粒子在只受到洛伦兹力作用下运动的动能、速度均不变【解析】因为洛伦兹力的大小不但与粒子速度大小有关,而且与粒子速度的方向有关,如当粒子速度与磁场垂直时FqvB,当粒子速度与磁场平行时F0.又由于洛伦兹力的方向永远与粒子的速度方向垂直,因而速度方向不同时,洛伦兹力的方向也不同,所以A选项错因为q改为q且速度反向,由左手定则可知洛伦兹力方向不变,再由FqvB知大小不变,所以B项正确因为电荷进入磁场时的速度方向可以与磁场方向成任意夹角,所以C选项错因为洛伦兹力总与速度方向垂直,因此洛伦兹力不做功,
5、粒子动能不变,但洛伦兹力可改变粒子的运动方向,使粒子速度的方向不断改变,所以D项错【答案】B2有关洛伦兹力和安培力的描述,正确的是()A通电直导线在匀强磁场中一定受到安培力的作用B安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现C带电粒子在匀强磁场中运动受到的洛伦兹力做正功D通电直导线在磁场中受到的安培力方向与磁场方向平行【解析】通电直导线与磁场方向平行时,安培力等于零,故A错;安培力一定垂直磁场和电流所决定的平面,即安培力方向一定垂直磁场方向,D错;洛伦兹力也一定垂直磁场与速度方向决定的平面,即洛伦兹力一定与运动方向垂直,洛伦兹力一定不做功,C错;二者的关系为安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观
6、表现,B正确【答案】B3(多选)1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器,其原理如图823所示这台加速器由两个铜质D形盒构成,其间留有空隙下列说法正确的是()图823A离子由加速器的中心附近进入加速器B离子由加速器的边缘进入加速器C离子从磁场中获得能量D离子从电场中获得能量【解析】离子在磁场中做匀速圆周运动,速度越大,轨道半径越大,所以离子要从加速器的中心附近进入加速器洛伦兹力总是垂直于速度的方向,所以磁场是不对离子做功的,它的作用只是改变离子的速度方向,而电场的作用才是加速离子,使之获得能量由此可见,选项A、D是正确的【答案】AD4(2012北京高考)处于匀强磁场中的一个带电粒子,仅在磁
7、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【解析】带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期T,该粒子运动等效的环形电流I,由此可知,Iq2,故选项A错误;I与速率无关,选项B错误;I,即I与m成反比,故选项C错误;IB,选项D正确【答案】D5(2012大纲全国高考)质量分别为m1和m2、电荷量分别为q1和q2的两粒子在同一匀强磁场中做匀速圆周运动已知两粒子的动量大小相等下列说法正确的是()A若q1q2,则它们做圆周运动的半径一定相等B若m1m2,则它们做圆周运动的半径一定相等C若q1q2,则
8、它们做圆周运动的周期一定不相等D若m1m2,则它们做圆周运动的周期一定不相等【解析】粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,由qvBm得r,同一匀强磁场,即B相等,又因为两粒子的动量大小相等,所以有r,若q1q2,则r1r2,故A选项正确,B选项错误;由周期公式T,由于B相等,2为常数,所以T,故C、D选项错误【答案】A考点一 67对洛伦兹力的理解一、洛伦兹力和安培力的关系洛伦兹力是单个运动电荷在磁场中受到的力,而安培力是导体中所有定向移动的自由电荷受到的洛伦兹力的宏观表现二、洛伦兹力与电场力的比较对应力内容比较项目洛伦兹力电场力性质磁场对在其中运动的电荷的作用力电场对放入其中电荷
9、的作用力产生条件v0且v不与B平行电场中的电荷一定受到电场力作用大小FqvB(vB)FqE力方向与场方向的关系一定是FB,Fv,与电荷电性无关正电荷受力与电场方向相同,负电荷受力与电场方向相反做功情况任何情况下都不做功可能做正功、负功,也可能不做功力为零时场的情况F为零,B不一定为零F为零,E一定为零作用效果只改变电荷运动的速度方向,不改变速度大小既可以改变电荷运动的速度大小,也可以改变电荷运动的方向1个示范例图824(2013安徽高考)图824中a、b、c、d为四根与纸面垂直的长直导线,其横截面位于正方形的四个顶点上,导线中通有大小相同的电流,方向如图所示一带正电的粒子从正方形中心O点沿垂直
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- (新课标)河南省2015高考物理总复习讲义第8章第2讲磁场对运动电荷的作用