2019-2020年高三物理一轮复习 第九章 第3单元 磁场对运动电荷的作用（1）学案（选修3-1）.doc

2019-2020年高三物理一轮复习 第九章 第3单元 磁场对运动电荷的作用（1）学案（选修3-1）【学习目标】1理解洛伦兹力的概念及洛伦兹力与电场力、安培力的区别；2理解带电粒子的vB时，粒子在匀磁场中做匀速圆周运动；会推导带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径、周期公式，并会用它们解答有关问题；【自主学习】 一、磁场对运动电荷的作用洛仑兹力1、洛仑兹力的大小:f （v与B垂直）2、洛仑兹力的方向: 用左手定则注意：（1）判定负电荷所受洛仑兹力的方向时，四指应指向 。（2）洛仑兹力的方向总是既垂直于 又垂直于 ，即总是垂直于 所决定的平面。练习1、如图所示，各带电粒子均以速度射入匀强磁场，其中图C中的方向垂直纸面向里，图D中的方向垂直纸面向外，试分别指出各带电粒子所受洛仑兹力的方向。二、带电粒子在匀强磁场中运动（不计其它作用）1）若v/B，带电粒子以速度v做 运动2）若vB，带电粒子在垂直于磁感线的平面内以入射速度v做 运动。向心力由 提供得： =m 轨道半径公式：R= 。周期：T= = 。【例1】一段粗细均匀的导体长为L，横截面积为S，如图所示，导体单位体积内的自由电子数为n，电子电荷量为e，通电后，电子定向运动的速度大小为v 若在垂直导体的方向上加一个空间足够大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，试根据导体所受安培力推导出导体中某一自由电子所受的洛伦兹力大小的表达式练习2、带电粒子以初速度v0从a点进入匀强磁场，如图所示.运动中经过b点，Oa=Ob，若撤去磁场，换成与y轴平行的匀强电场，仍以v0从a点进入电场，粒子仍能通过b点，那么电场强度E与磁感应强度B之比为( )【例2】如图所示，在磁感应强度为B的水平匀强磁场中，有一足够长的绝缘细棒OO在竖直面内垂直于磁场方向放置，细棒与水平面夹角为.一质量为m带电荷量为-q的圆环A套在OO棒上，圆环与棒间的动摩擦因数为，且 tan .现让圆环A由静止开始下滑，试问圆环在下滑过程中：(1)带电圆环的运动情况(2)圆环A的最大加速度为多大？（3）圆环A能够达到的最大速度为多大？【课后训练】1、在图所示的各图中，匀强磁场的磁感应强度均为B，带电粒子的速率均为v、带电量均为q。试求出图中带电粒子所受洛仑兹力的大小，并标出洛仑兹力的方向。2、图为云室中某粒子穿过铅板P前后的轨迹。室中匀强磁场的方向与轨迹所在平面垂直（图中垂直于纸面向里）。由此可知此粒子（ ）A、一定带正电 B、一定带负电 C、不带电 D、可能带正电，也可能带负电3、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4、如左图所示为一个质量为m、电荷量为q的圆环，可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动，细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中，现给圆环向右的初速度v0，在以后的运动过程中，圆环运动的速度图象可能是下图中的( )5、如图所示，绝缘的光滑半圆形轨道与光滑斜面轨道在B处以圆弧相连，带正电小球从A静止起释放，且能沿轨道前进，并恰能通过圆弧的最高点C。现将整个轨道置于水平向外的匀强磁场中，使球仍能恰好通过圆环最高点C，释放高度H与原释放高度H的关系是（ ）A、H=H B、HH C、HH D、不能确定6、如图所示，下端封闭、上端开口，高h5 m、内壁光滑的细玻璃管竖直放置，管底有一质量m10 g、电荷量q0.2 C的小球整个装置以v5 m/s的速度沿垂直于磁场方向进入B0.2 T、方向垂直纸面向里的匀强磁场，由于外力的作用，玻璃管在磁场中的速度保持不变，最终小球从上端管口飞出取g10 m/s2.求：(1)小球的带电性(2)小球在管中运动的时间(3)小球在管内运动过程中增加的机械能