第十一章 第57课时 磁场对运动电荷(带电体)的作用-2027年高考物理一轮复习课件（含解析版讲义）

这是一份第十一章 第57课时 磁场对运动电荷(带电体)的作用-2027年高考物理一轮复习课件（含解析版讲义），共11页。PPT课件主要包含了洛伦兹力的理解和应用，考点一，考点二，考点三，课时精练等内容，欢迎下载使用。
磁场对运动电荷(带电体)的作用
1.掌握洛伦兹力的大小和方向的判断方法。2.会分析洛伦兹力作用下带电体的运动。3.学会分析处理带电粒子在匀强磁场中的圆周运动问题，能够确定粒子运动的圆心、半径、运动时间。
考点一　洛伦兹力的理解和应用
考点二　洛伦兹力作用下带电体的运动
考点三　带电粒子在匀强磁场中的运动
如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B，设静止导线中定向移动的带电粒子的速度都是v，每个粒子的电荷量为q(q>0)，单位体积内的粒子数为n，推导出每个粒子所受的洛伦兹力F洛。
1.洛伦兹力的定义磁场对_________的作用力。2.洛伦兹力的大小(1)v∥B时，F=____；(2)v⊥B时，F=______；(3)v与B的夹角为θ时，F=qvBsin θ。
3.洛伦兹力的方向(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。
4.洛伦兹力与安培力的联系及区别(1)_______是_________的宏观表现，二者性质相同，都是磁场力。(2)_______可以做功，而_________对运动电荷不做功。注意：洛伦兹力的分力可能对运动电荷做功。
5.洛伦兹力与静电力的比较
　　　(2024·江苏苏州市八校联考)极光是由太阳发射的高速带电粒子受地磁场的影响，进入两极附近时，撞击并激发高空中的空气分子和原子引起的。假如我们在北极地区仰视，发现正上方如图所示的沿顺时针方向运动弧状极光，则关于这一现象中的高速粒子的说法正确的是A.该粒子带负电B.该粒子轨迹半径逐渐增大C.若该粒子在赤道正上方垂直射向地面，会向东偏转D.地磁场对垂直射向地球表面的该粒子的阻挡作用在南、北两极附近最强
洛伦兹力作用下带电体的运动
带电体做变速直线运动时，随着速度大小的变化，洛伦兹力的大小也会发生变化，与接触面间的弹力随之变化，若接触面粗糙，摩擦力也跟着变化，从而加速度发生变化，最后若弹力减小到0，带电体离开接触面。
　　　如图所示，质量为m、带电荷量为+q的圆环可在水平放置的足够长的绝缘粗糙细杆上滑动，细杆处于磁感应强度大小为B、垂直于纸面向里的匀强磁场中，不计空气阻力，现给圆环向右的初速度v0，试分析圆环以后可能的运动情况，并画出对应可能情况的v-t图像。
针对训练　(2024·江苏无锡市三校联考)如图所示，空间有范围足够大的匀强磁场，一个带正电的小圆环套在一根竖直固定且足够长的绝缘细杆上，现使圆环以一定的初速度向上运动，经一段时间后圆环回到起始位置。已知杆与环间的动摩擦因数保持不变，圆环所带电荷量保持不变，空气阻力不计，下面关于圆环的速度v、加速度a随时间t变化的图像，重力势能Ep、机械能E随圆环离开出发点的高度h变化的图像，其中一定不正确的是
　　　(2024·江苏南京市检测)如图甲所示，一带电物块无初速度地放上与水平面成θ角的传送带底端，传送带以恒定大小的速率沿顺时针方向转动，该装置处于垂直纸面向里的匀强磁场中，物块由传送带底端E运动至顶端F的过程中，其v-t图像如图乙所示，物块全程运动的时间为4.5 s，g取10 m/s2。关于带电物块及该运动过程的说法中正确的是A.该物块带负电B.传送带的转动速度大小一定为1 m/sC.物块与传送带间的动摩擦因数μ可能　等于tan θD.在2~4.5 s内，物块与传送带可能有相对运动
带电粒子在匀强磁场中的运动
1.在匀强磁场中，当带电粒子平行于磁场方向运动时，粒子做_________运动。
　　　(2026·江苏省东海高级中学质监)如图所示是洛伦兹力演示仪的结构示意图。励磁线圈通电后可以产生垂直纸面的匀强磁场，励磁线圈中的电流越大，产生的磁场越强。电子经电子枪中的加速电场加速后水平向左垂直磁感线方向射入磁场。下列实验现象和分析正确的是A.励磁线圈应通以逆时针方向的电流B.仅增大电子枪加速电场的电压，运动径迹　的半径变小C.仅减小励磁线圈中的电流，运动径迹的半　径变大D.仅增大电子枪加速电场的电压，电子运动的周期将变小
(2)若K从水平方向逆时针旋转60°，其两端同时发射的正、负粒子恰都能在N点产生光点，求粒子的速度大小；
(3)要使(2)问中发射的带正电粒子恰好在M点产生光点，可在粒子发射t时间后关闭磁场，忽略磁场变化的影响，求t。
精练高频考点提升关键能力
1.(2023·海南卷·2)如图所示，带正电的小球竖直向下射入垂直纸面向里的匀强磁场，关于小球运动和受力说法正确的是A.小球刚进入磁场时受到的洛伦兹力水平向右B.小球运动过程中的速度不变C.小球运动过程的加速度保持不变D.小球受到的洛伦兹力对小球做正功
2.(2025·江苏苏州市吴江高级中学检测)如图所示，一水平导线通以电流I，导线正下方有一电子，初速度方向与电流垂直，关于电子的运动情况，下列说法正确的是A.沿路径b运动，电子距离导线越近运动半径越小B.沿路径b运动，电子距离导线越近运动半径越大C.沿路径a运动，电子距离导线越近运动半径越小D.沿路径a运动，电子距离导线越近运动半径越大
3.(2025·江苏镇江市期中)如图所示，MN是一块非常薄的铅板，一高速带电粒子(不计重力)在匀强磁场中运动并垂直穿过MN，穿过后粒子的能量减小，虚线表示其运动轨迹，可知粒子A.带正电B.从上向下穿过铅板C.穿过铅板后，运动的周期不变D.穿过铅板后，所受洛伦兹力大小不变
4.(2025·江苏盐城市七校联盟联考)如图为显像管原理俯视图(纸面内)。若电子枪发射的高速电子束经磁偏转线圈的磁场偏转后打在荧光屏上a点，则A.磁场的方向垂直纸面向里B.磁场越强，电子束打在屏上的位置越靠近屏　的中心O点C.要让电子束从a逐渐移向b，应将磁场逐渐减弱至零，再将磁场反向且　逐渐增强磁场D.要让电子束从a逐渐移向b，应逐渐增强磁场使电子束过O点，再将磁　场反向且逐渐减弱磁场
5.(2025·新课标卷·18)如图，正方形abcd内有方向垂直于纸面的匀强磁场，电子在纸面内从顶点a以速度v0射入磁场，速度方向垂直于ab。磁感应强度的大小不同时，电子可分别从ab边的中点、b点和c点射出，在磁场中运动的时间分别为t1、t2和t3，则A.t1t3
7.(2025·江苏无锡市期中)如图甲所示，水平传送带足够长，沿顺时针方向匀速转动，某绝缘带电物块无初速度地从最左端放上传送带。该装置处于垂直纸面向里的匀强磁场中，物块运动的v-t图像如图乙所示。物块所带电荷量保持不变，下列说法正确的是A.物块带负电B.1 s后物块与传送带共速，所以传送带的速度一定为1.5 m/sC.传送带的速度可能比1.5 m/s大D.若增大传送带的速度，其他条件不变，则物　块最终达到的最大速度也一定会增大
8.如图所示，直线MN上方存在着范围足够大的匀强磁场，在边界上的O点垂直于磁场且垂直于边界方向同时发射两个速度相同的粒子1和2，其中粒子1经过A点，粒子2经过B点。已知O、A、B三点在一条直线上，且OA∶AB=3∶2，不计粒子的重力及粒子间的相互作用，下列判断正确的是A.两个粒子的比荷之比为5∶3B.两个粒子在磁场中运动的半径之比为3∶2C.两个粒子同时经过A点和B点D.粒子1在磁场中运动的时间较长
9.(2024·江苏南京市三模)如图所示，一根足够长的粗糙绝缘细直杆MN，固定在竖直平面内，与水平面的夹角为37°，磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场充满直杆所在的空间，杆与磁场方向垂直。质量为m的带负电小环(可视为质点)套在直杆上，与直杆之间有一个极小的空隙，小环与直杆之间动摩擦因数μ=0.5，将小环从直杆MN上的P点由静止释放，下降高度为h之前速度已达到最大值。已知小环和直杆之间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，小环的电荷量为-q(q>0)，重力加速度大小为g，不计空气阻力，取sin 37°=0.6，
10.如图所示，A点距坐标原点的距离为L，坐标平面内有边界过A点和坐标原点O的圆形匀强磁场区域，磁场方向垂直于坐标平面向里。有一电子(质量为m、电荷量为e)从A点以初速度v0平行于x轴正方向射入磁场区域，在磁场中运动，从x轴上的B点射出磁场区域，此时速度方向与x轴的正方向之间的夹角为60°，求：(1)磁场的磁感应强度大小；
(2)磁场区域的圆心O1的坐标；
(3)电子在磁场中运动的时间。
(2)粒子第一次和第二次经过PQ时位置的间距；
(3)粒子的运动周期。