2024年高考物理第一轮复习课件：第十章 第2讲　磁场对运动电荷的作用

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[自主落实]一、洛伦兹力的大小和方向1．定义：运动电荷在磁场中受到的力称为洛伦兹力。2．大小(1)v∥B时，F＝__。(2)v⊥B时，F＝____。(3)v与B的夹角为θ时，F＝qvB sin θ。
3．方向(1)判定方法：左手定则掌心——磁感线从掌心垂直进入。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______决定的平面。(注意B和v可以有任意夹角)。4．洛伦兹力的特点：洛伦兹力不改变带电粒子速度的_____，只改变带电粒子速度的_____，洛伦兹力对带电粒子_______。
(4)由于安培力是洛伦兹力的宏观表现，所以洛伦兹力可能做功。( )(5)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。( )(6)荷兰物理学家洛伦兹提出磁场对运动电荷有作用力的观点。( )(7)英国物理学家汤姆孙发现电子，并指出：阴极射线是高速运动的电子流。( )
二、选择题1．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(　　)
解析：根据左手定则可知，选项A中F方向应为竖直向上，选项A错误；根据左手定则可知，选项B正确；选项C与选项D中电荷运动方向与磁感应强度方向平行，运动电荷不受洛伦兹力，选项C、D错误。
2．在同一匀强磁场中，两带电量相等的粒子，仅受磁场力作用，做匀速圆周运动。下列说法正确的是(　　)A．若速率相等，则半径必相等B．若质量相等，则周期必相等C．若动量大小相等，则周期必相等D．若动能相等，则半径必相等
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，二者性质相同，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。3．洛伦兹力与电场力的比较
【例1】　下列说法正确的是(　　)A．运动电荷在磁感应强度不为零的地方，一定受到洛伦兹力的作用B．运动电荷在某处不受洛伦兹力作用，则该处的磁感应强度一定为零C．洛伦兹力既不能改变带电粒子的动能，也不能改变带电粒子的速度D．洛伦兹力对带电粒子不做功
[解析]　运动电荷速度方向与磁场方向平行时，不受洛伦兹力；洛伦兹力只改变带电粒子的速度方向，不改变带电粒子的速度大小；洛伦兹力对带电粒子不做功，故D正确。
【例2】　图中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点沿垂直于纸面的方向向外运动，它所受洛伦兹力的方向是(　　)A．向上　　　　　　　B．向下C．向左 D．向右
[解析]　根据题意，由安培定则可知，b、d两通电直导线在O点产生的磁场相抵消，a、c两通电直导线在O点产生的磁场方向均向左，所以四条通电直导线在O点产生的合磁场方向向左。由左手定则可判断带电粒子所受洛伦兹力的方向向下，B正确。
1．(洛伦兹力的特点)如图所示，ABC为竖直平面内的光滑绝缘轨道，其中AB为倾斜直轨道，BC为与AB相切的圆形轨道，并且圆形轨道处在匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里。质量相同的甲、乙、丙三个小球中，甲球带正电、乙球带负电、丙球不带电。现将三个小球在轨道AB上分别从不同高度处由静止释放，都恰好通过圆形轨道的最高点，则(　　)A．经过最高点时，三个小球的速度相等B．经过最高点时，甲球的速度最小C．乙球的释放位置比甲球的高D．运动过程中三个小球的机械能均保持不变
2．(洛伦兹力与电场力的比较)带电小球以一定的初速度v0竖直向上抛出，能够达到的最大高度为h1；若加上水平方向的匀强磁场，且保持初速度仍为v0，小球上升的最大高度为h2；若加上水平方向的匀强电场，且保持初速度仍为v0，小球上升的最大高度为h3；若加上竖直向上的匀强电场，且保持初速度仍为v0，小球上升的最大高度为h4，如图所示。不计空气阻力，则(　　)
A．一定有h1＞h3 B．一定有h1