还剩25页未读，
继续阅读
所属成套资源：2024版新教材高考物理全程一轮总复习课件（74份）
成套系列资料，整套一键下载
2024版新教材高考物理全程一轮总复习第十一章磁场安培力与洛伦兹力第2讲磁吃运动电荷的作用课件
展开
这是一份2024版新教材高考物理全程一轮总复习第十一章磁场安培力与洛伦兹力第2讲磁吃运动电荷的作用课件，共33页。PPT课件主要包含了必备知识·自主落实，关键能力·精准突破，运动电荷，qvB，qvBsinθ，匀速直线，匀速圆周，答案B，答案C，答案AD等内容，欢迎下载使用。
课 程 标 准1.通过实验，认识洛伦兹力．能判断洛伦兹力的方向，会计算洛伦兹力的大小．2．能用洛伦兹力分析带电粒子在匀强磁场中的圆周运动．素 养 目 标物理观念：知道洛伦兹力的大小和方向．科学思维：能比较安培力与洛伦兹力，能分析解决带电粒子在匀强磁场中运动的问题．
一、洛伦兹力的大小和方向1．定义：磁场对________的作用力．2．大小(1)v∥B时，F＝________；(2)v⊥B时，F＝________；(3)v与B的夹角为θ时，F＝________．如图所示．
3．洛伦兹力的方向 注意区分正、负电荷(1)判定方法：左手定则，注意四指应指向________电荷运动的方向或________电荷运动的反方向；(2)方向特点：F⊥B，F⊥v，即F垂直于________决定的平面．(注意B和v不一定垂直)
二、带电粒子在匀强磁场中的运动1．若v∥B，则带电粒子以入射速度v做________运动．2．若v⊥B，则带电粒子在垂直于磁感线的平面内，以入射速度v做________运动，如图所示．3．v与B既不平行也不垂直时，带电粒子在磁场中做螺旋状运动． 处理方法是运动的合成与分解
走进科技如图所示，是洛伦兹力演示仪，它可以研究带电粒子在磁场中的偏转情况．(1)运动的电子在磁场中因受洛伦兹力的作用发生偏转．( )(2)电子的速度越大，运动半径越大．( )(3)电子的速度越大，运动周期越大．( )(4)增大磁场的磁感应强度，电子运动半径变大. ( )(5)增大磁场的磁感应强度，电子运动周期变小. ( )(6)洛伦兹力对运动的电子做正功. ( )
考点一 对洛伦兹力的理解及应用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．
针 对 训 练1.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，所以四根通电直导线在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．
2.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、磁感应强度大小为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
解析：根据左手定则可知，滑块受到垂直斜面向下的洛伦兹力，故C正确；随着滑块速度的变化，洛伦兹力大小发生变化，它对斜面的压力大小发生变化，故滑块受到的摩擦力大小发生变化，故A错误；B越大，滑块受到的洛伦兹力越大，受到的摩擦力也越大，摩擦力做功越多，据动能定理，滑块到达地面时的动能就越小，故B错误；由于开始滑块不受洛伦兹力时能下滑，说明重力沿斜面向下的分力大于摩擦力，B很大时，若滑块速度很小，则摩擦力小于重力沿斜面向下的分力，滑块不会静止在斜面上，故D错误．
3．[2023·浙江高二月考](多选)如图甲，用强磁场将百万度高温的等离子体(等量的正离子和电子)约束在特定区域实现受控核聚变的装置叫托克马克．我国托克马克装置在世界上首次实现了稳定运行100秒的成绩．多个磁场才能实现磁约束，其中之一叫纵向场，图乙为其横截面的示意图，越靠管的右侧磁场越强．尽管等离子体在该截面上运动的曲率半径远小于管的截面半径，但如果只有纵向场，带电粒子还会逐步向管壁“漂移”，导致约束失败．不计粒子重力，下列说法正确的是( )A．正离子在纵向场中沿逆时针方向运动B．发生漂移是因为带电粒子的速度过大C．正离子向左侧漂移，电子向右侧漂移D．正离子向下侧漂移，电子向上侧漂移
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)．
例1 [2022·辽宁卷] (多选)粒子物理研究中使用的一种球状探测装置横截面的简化模型如图所示．内圆区域有垂直纸面向里的匀强磁场，外圆是探测器．两个粒子先后从P点沿径向射入磁场，粒子1沿直线通过磁场区域后打在探测器上的M点．粒子2经磁场偏转后打在探测器上的N点．装置内部为真空状态，忽略粒子重力及粒子间相互作用力．下列说法正确的是( )A．粒子1可能为中子B．粒子2可能为电子C．若增大磁感应强度，粒子1可能打在探测器上的Q点D．若增大粒子入射速度，粒子2可能打在探测器上的Q点
例2 [2022·广东卷]如图所示，一个立方体空间被对角平面MNPQ划分成两个区域，两区域分布有磁感应强度大小相等、方向相反且与z轴平行的匀强磁场．一质子以某一速度从立方体左侧垂直Oyz平面进入磁场，并穿过两个磁场区域．下列关于质子运动轨迹在不同坐标平面的投影中，可能正确的是( )
解析：根据题述情境，质子垂直Oyz平面进入磁场，由左手定则可知，质子先向y轴正方向偏转穿过MNPQ平面，再向x轴正方向偏转，所以A可能正确，B错误；该轨迹在Oxz平面上的投影为一条平行于x轴的直线，C、D错误．
规律方法带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的分析方法：
针 对 训 练4.[2022·北京卷]正电子是电子的反粒子，与电子质量相同、带等量正电荷．在云室中有垂直于纸面的匀强磁场，从P点发出两个电子和一个正电子，三个粒子运动轨迹如图中1、2、3所示．下列说法正确的是( )A．磁场方向垂直于纸面向里B．轨迹1对应的粒子运动速度越来越大C．轨迹2对应的粒子初速度比轨迹3的大D．轨迹3对应的粒子是正电子
6．[2023·山东滨州统考](多选)如图所示，在矩形区域MNPE中有方向垂直于纸面向里的匀强磁场，从M点沿MN方向发射两个α粒子，两粒子分别从P、Q射出．已知ME＝PQ＝QE，则两粒子( )A．两粒子的速率之比为5∶2B．两粒子的速率之比为5∶3C．在磁场中运动时间之比为53∶90D．在磁场中运动时间之比为37∶90
解析：根据题述情景，可画出两个α粒子在矩形区域匀强磁场中的运动轨迹，如图所示
课 程 标 准1.通过实验，认识洛伦兹力．能判断洛伦兹力的方向，会计算洛伦兹力的大小．2．能用洛伦兹力分析带电粒子在匀强磁场中的圆周运动．素 养 目 标物理观念：知道洛伦兹力的大小和方向．科学思维：能比较安培力与洛伦兹力，能分析解决带电粒子在匀强磁场中运动的问题．
一、洛伦兹力的大小和方向1．定义：磁场对________的作用力．2．大小(1)v∥B时，F＝________；(2)v⊥B时，F＝________；(3)v与B的夹角为θ时，F＝________．如图所示．
3．洛伦兹力的方向 注意区分正、负电荷(1)判定方法：左手定则，注意四指应指向________电荷运动的方向或________电荷运动的反方向；(2)方向特点：F⊥B，F⊥v，即F垂直于________决定的平面．(注意B和v不一定垂直)
二、带电粒子在匀强磁场中的运动1．若v∥B，则带电粒子以入射速度v做________运动．2．若v⊥B，则带电粒子在垂直于磁感线的平面内，以入射速度v做________运动，如图所示．3．v与B既不平行也不垂直时，带电粒子在磁场中做螺旋状运动． 处理方法是运动的合成与分解
走进科技如图所示，是洛伦兹力演示仪，它可以研究带电粒子在磁场中的偏转情况．(1)运动的电子在磁场中因受洛伦兹力的作用发生偏转．( )(2)电子的速度越大，运动半径越大．( )(3)电子的速度越大，运动周期越大．( )(4)增大磁场的磁感应强度，电子运动半径变大. ( )(5)增大磁场的磁感应强度，电子运动周期变小. ( )(6)洛伦兹力对运动的电子做正功. ( )
考点一 对洛伦兹力的理解及应用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．
针 对 训 练1.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，所以四根通电直导线在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．
2.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、磁感应强度大小为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
解析：根据左手定则可知，滑块受到垂直斜面向下的洛伦兹力，故C正确；随着滑块速度的变化，洛伦兹力大小发生变化，它对斜面的压力大小发生变化，故滑块受到的摩擦力大小发生变化，故A错误；B越大，滑块受到的洛伦兹力越大，受到的摩擦力也越大，摩擦力做功越多，据动能定理，滑块到达地面时的动能就越小，故B错误；由于开始滑块不受洛伦兹力时能下滑，说明重力沿斜面向下的分力大于摩擦力，B很大时，若滑块速度很小，则摩擦力小于重力沿斜面向下的分力，滑块不会静止在斜面上，故D错误．
3．[2023·浙江高二月考](多选)如图甲，用强磁场将百万度高温的等离子体(等量的正离子和电子)约束在特定区域实现受控核聚变的装置叫托克马克．我国托克马克装置在世界上首次实现了稳定运行100秒的成绩．多个磁场才能实现磁约束，其中之一叫纵向场，图乙为其横截面的示意图，越靠管的右侧磁场越强．尽管等离子体在该截面上运动的曲率半径远小于管的截面半径，但如果只有纵向场，带电粒子还会逐步向管壁“漂移”，导致约束失败．不计粒子重力，下列说法正确的是( )A．正离子在纵向场中沿逆时针方向运动B．发生漂移是因为带电粒子的速度过大C．正离子向左侧漂移，电子向右侧漂移D．正离子向下侧漂移，电子向上侧漂移
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)．
例1 [2022·辽宁卷] (多选)粒子物理研究中使用的一种球状探测装置横截面的简化模型如图所示．内圆区域有垂直纸面向里的匀强磁场，外圆是探测器．两个粒子先后从P点沿径向射入磁场，粒子1沿直线通过磁场区域后打在探测器上的M点．粒子2经磁场偏转后打在探测器上的N点．装置内部为真空状态，忽略粒子重力及粒子间相互作用力．下列说法正确的是( )A．粒子1可能为中子B．粒子2可能为电子C．若增大磁感应强度，粒子1可能打在探测器上的Q点D．若增大粒子入射速度，粒子2可能打在探测器上的Q点
例2 [2022·广东卷]如图所示，一个立方体空间被对角平面MNPQ划分成两个区域，两区域分布有磁感应强度大小相等、方向相反且与z轴平行的匀强磁场．一质子以某一速度从立方体左侧垂直Oyz平面进入磁场，并穿过两个磁场区域．下列关于质子运动轨迹在不同坐标平面的投影中，可能正确的是( )
解析：根据题述情境，质子垂直Oyz平面进入磁场，由左手定则可知，质子先向y轴正方向偏转穿过MNPQ平面，再向x轴正方向偏转，所以A可能正确，B错误；该轨迹在Oxz平面上的投影为一条平行于x轴的直线，C、D错误．
规律方法带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的分析方法：
针 对 训 练4.[2022·北京卷]正电子是电子的反粒子，与电子质量相同、带等量正电荷．在云室中有垂直于纸面的匀强磁场，从P点发出两个电子和一个正电子，三个粒子运动轨迹如图中1、2、3所示．下列说法正确的是( )A．磁场方向垂直于纸面向里B．轨迹1对应的粒子运动速度越来越大C．轨迹2对应的粒子初速度比轨迹3的大D．轨迹3对应的粒子是正电子
6．[2023·山东滨州统考](多选)如图所示，在矩形区域MNPE中有方向垂直于纸面向里的匀强磁场，从M点沿MN方向发射两个α粒子，两粒子分别从P、Q射出．已知ME＝PQ＝QE，则两粒子( )A．两粒子的速率之比为5∶2B．两粒子的速率之比为5∶3C．在磁场中运动时间之比为53∶90D．在磁场中运动时间之比为37∶90
解析：根据题述情景，可画出两个α粒子在矩形区域匀强磁场中的运动轨迹，如图所示
相关课件
新教材适用2024版高考物理一轮总复习第10章磁场第2讲磁吃运动电荷的作用课件： 这是一份新教材适用2024版高考物理一轮总复习第10章磁场第2讲磁吃运动电荷的作用课件，共60页。PPT课件主要包含了知识梳理·双基自测，核心考点·重点突破，名师讲坛·素养提升，年高考·1年模拟，运动电荷，正电荷，负电荷，洛伦兹力，qvBsinθ，qvB等内容，欢迎下载使用。
适用于新教材2024版高考物理一轮总复习第10章磁场第2讲磁吃运动电荷的作用课件： 这是一份适用于新教材2024版高考物理一轮总复习第10章磁场第2讲磁吃运动电荷的作用课件，共43页。PPT课件主要包含了内容索引，强基础固本增分，研考点精准突破，审题指导，答案BCD，答案B，答案D等内容，欢迎下载使用。
高中物理高考 2020年物理高考大一轮复习第9章磁场第26讲磁吃运动电荷的作用课课件PPT： 这是一份高中物理高考 2020年物理高考大一轮复习第9章磁场第26讲磁吃运动电荷的作用课课件PPT，共60页。PPT课件主要包含了第九章，第26讲，磁场对运动电荷的作用，板块一，qvB，B和v，垂直于，匀速直线，匀速圆周，板块二等内容，欢迎下载使用。
