统考版高考物理一轮复习第九章磁场第2讲磁场对运动电荷的作用含答案

这是一份统考版高考物理一轮复习第九章磁场第2讲磁场对运动电荷的作用含答案，共22页。试卷主要包含了洛伦兹力的大小和方向，带电粒子在匀强磁场中的运动等内容，欢迎下载使用。

一、洛伦兹力的大小和方向
1．洛伦兹力：磁场对________的作用力叫洛伦兹力．
2．洛伦兹力的方向
(1)判定方法：左手定则：
掌心——磁感线________穿入掌心；
四指——指向正电荷运动的方向或负电荷运动的________；
拇指——指向________的方向．
(2)方向特点：F⊥B，F⊥v，即F垂直于B和v决定的________．
3．洛伦兹力的大小
(1)v∥B时，洛伦兹力F＝________．(θ＝0°或180°)
(2)v⊥B时，洛伦兹力F＝________．(θ＝90°)
(3)v＝0时，洛伦兹力F＝________．
4．洛伦兹力的特点
(1)洛伦兹力始终与速度方向________．
(2)洛伦兹力不做功，只改变速度________．
二、带电粒子在匀强磁场中的运动
1.
若v∥B，带电粒子以入射速度v做________运动．
2．若v⊥B时，带电粒子在垂直于磁感线的平面内，以入射速度v做________运动．
3．基本公式
(1)向心力公式：qvB＝________；
(2)轨道半径公式：r＝________．
(3)周期公式：T＝________
,
教材拓展
1.[人教版选修3－1P98T1改编]下列各图中，运动电荷的速度方向、磁感应强度方向和电荷的受力方向之间的关系正确的是( )
2．[鲁科版选修3－1P132T2](多选)两个粒子，所带电荷量相等，在同一匀强磁场中受磁场力而做匀速圆周运动( )
A．若速率相等，则半径必相等
B．若动能相等，则周期必相等
C．若质量相等，则周期必相等
D．若动量大小相等，则半径必相等
考点一 洛伦兹力的理解与应用
1．洛伦兹力的特点
(1)利用左手定则判断洛伦兹力的方向，注意区分正、负电荷．
(2)当电荷运动方向发生变化时，洛伦兹力的方向也随之变化．
(3)运动电荷在磁场中不一定受洛伦兹力作用．
(4)洛伦兹力一定不做功．
2．洛伦兹力与安培力的联系及区别
(1)安培力是洛伦兹力的宏观表现，二者是相同性质的力，都是磁场力．
(2)安培力可以做功，而洛伦兹力对运动电荷不做功．
跟进训练
1.关于安培力和洛伦兹力，下列说法正确的是( )
A．运动电荷在磁场中一定受到洛伦兹力作用
B．通电导线在磁场中一定受到安培力作用
C．洛伦兹力一定对运动电荷不做功
D．安培力一定对通电导线不做功
2．[2022·北京海淀区模拟]如图所示，在赤道处，将一小球向东水平抛出，落地点为a；给小球带上电荷后，仍以原来的速度抛出，考虑地磁场的影响，下列说法正确的是( )
A．无论小球带何种电荷，小球仍会落在a点
B．无论小球带何种电荷，小球下落时间都会延长
C．若小球带负电荷，小球会落在更远的b点
D．若小球带正电荷，小球会落在更远的b点
3．如图所示，表面粗糙的斜面固定于地面上，并处于方向垂直纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场中．质量为m、电荷量为＋Q的小滑块从斜面顶端由静止下滑．在滑块下滑的过程中，下列判断正确的是( )
A．滑块受到的摩擦力不变
B．滑块到达地面时的动能与B的大小无关
C．滑块受到的洛伦兹力方向垂直斜面向下
D．B很大时，滑块可能静止于斜面上
考点二 带电粒子在匀强磁场中的运动
1．带电粒子在有界磁场中运动的常见情形
(1)直线边界(进出磁场具有对称性，如图所示)
(2)平行边界(存在临界条件，如图所示)
(3)圆形边界
①圆形边界的对称性：粒子沿半径方向进入有界圆形磁场区域时，若入射速度方向指向匀强磁场区域圆的圆心，则出射时速度方向的反向延长线必经过该区域圆的圆心，如图甲．
②若粒子射入磁场时速度方向与入射点对应半径夹角为θ，则粒子射出磁场时速度方向与出射点对应半径夹角也为θ，如图乙．
2．圆心的确定方法
方法一 若已知粒子轨迹上的两点的速度方向，则可根据洛伦兹力F⊥v，分别确定两点处洛伦兹力F的方向，其交点即为圆心，如图(a)；
方法二 若已知粒子运动轨迹上的两点和其中某一点的速度方向，则可作出此两点的连线(即过这两点的圆弧的弦)的中垂线，中垂线与垂线的交点即为圆心，如图(b)．
3．半径的计算方法
方法一 由物理方法求：半径R＝mvqB；
方法二 由几何方法求：一般由数学知识(勾股定理、三角函数等)计算来确定．
4．时间的计算方法
方法一 由圆心角求：t＝θ2π·T.
方法二 由弧长求：t＝sv.
例1. [2021·全国乙卷，16]如图，圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，质量为m，电荷量为q(q＞0)的带电粒子从圆周上的M点沿直径MON方向射入磁场．若粒子射入磁场时的速度大小为v1，离开磁场时速度方向偏转90°；若射入磁场时的速度大小为v2，离开磁场时速度方向偏转60°.不计重力，则v1v2为( )
A．12 B．33 C．32 D．3
跟进训练
4．如图，在坐标系的第一和第二象限内存在磁感应强度大小分别为12B和B、方向均垂直于纸面向外的匀强磁场．一质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子垂直于x轴射入第二象限，随后垂直于y轴进入第一象限，最后经过x轴离开第一象限．粒子在磁场中运动的时间为( )
A．5πm6qB B．7πm6qB
C．11πm6qB D．13πm6qB
5．[2022·庆阳模拟]如图所示，等腰直角三角形abc区域存在方向垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B.三个相同的带电粒子从b点沿bc方向分别以速度v1、v2、v3射入磁场，在磁场中运动的时间分别为t1、t2、t3，
且t1∶t2∶t3＝3∶3∶1.直角边bc的长度为L，不计粒子的重力，下列说法正确的是( )
A．三个速度的大小关系一定是v1＝v2