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高中物理粤教版 (2019)选择性必修 第二册第三节 洛伦兹力课文配套ppt课件
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这是一份高中物理粤教版 (2019)选择性必修 第二册第三节 洛伦兹力课文配套ppt课件，共44页。PPT课件主要包含了运动电荷，一条直线，相反方向，磁感线，qvB，qvBsinθ等内容，欢迎下载使用。
一、洛伦兹力及其方向1．填一填(1)洛伦兹力：磁场对 产生的作用力。(2)实验观察抽成真空的玻璃管左右两个电极分别连接到高压电源两极上，阴极发射的电子向阳极加速运动。①没有加磁场时，电子束呈 。②加上磁场时，电子束的径迹发生 。③改变磁场方向，电子束会向 弯曲。
(3)左手定则：伸开左手，使大拇指与其余四指垂直，并且都与手掌在同一平面内，让 垂直穿入手心，并使 指向正电荷的运动方向，这时 所指的方向就是正电荷在该磁场中所受洛伦兹力的方向。运动的负电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向，与沿相同方向运动的正电荷所受力的方向 。2．判一判(1)正电荷所受的洛伦兹力的方向与磁场方向相同。( )(2)判断电荷所受洛伦兹力的方向时，应同时考虑电荷的电性。( )(3)以相同方向射入匀强磁场的粒子，负电荷受洛伦兹力的方向与正电荷受洛伦兹力的方向相反。( )
3．想一想正电荷所受洛伦兹力的方向、负电荷所受洛伦兹力的方向以及导线所受安培力的方向有什么联系？提示：电流的方向即正电荷定向移动的方向，也就是负电荷定向移动的反方向。所以安培力的方向和相应正电荷沿电流方向移动所受洛伦兹力方向及相应负电荷沿电流反方向移动所受洛伦兹力方向一致，体现了安培力是洛伦兹力的宏观表现。
(2)洛伦兹力的大小①当电荷在垂直磁场的方向上运动时，磁场对运动电荷的洛伦兹力大小f等于电量q、电荷运动速率v、磁场磁感应强度B三者的乘积，即：f＝ 。②当电荷运动的方向与磁场的方向夹角为θ时，电荷所受的洛伦兹力f＝ 。③由于洛伦兹力的方向总是与电荷运动方向 ，因此洛伦兹力不做功。2．判一判(1)若电荷的速度方向与磁场方向平行，电荷不受洛伦兹力。 ( )(2)同一电荷进入磁场的速度不同，所受洛伦兹力一定不同。 ( )(3)同一电荷以同样大小的速度垂直于磁场方向运动时，所受的洛伦兹力最大。( )
3．选一选两个带电粒子以相同的速度垂直磁感线方向进入同一匀强磁场，两粒子质量之比为1∶4，电荷量之比为1∶2，则两带电粒子受洛伦兹力之比为 ( )A．2∶1 B．1∶1C．1∶2 D．1∶4解析：带电粒子的速度方向与磁感线方向垂直时，洛伦兹力f＝qvB，与电荷量成正比，与质量无关，C项正确。答案：C
探究(一) 洛伦兹力的方向判断[问题驱动]如图所示，电子由阴极向阳极运动(向右运动)过程中发生了向下偏转，试问：(1)什么力使电子向下偏转？该力的方向如何？(2)电子运动轨迹附近的磁场方向如何？电子所受洛伦兹力与磁场方向、电子运动方向存在什么关系？提示：(1)洛伦兹力，方向向下。(2)磁场方向向里，电子所受洛伦兹力与磁场方向垂直，与电子运动方向垂直，满足左手定则。
【重难释解】1．决定洛伦兹力方向的三个因素电荷的电性(正、负)、速度方向、磁感应强度的方向。当电性一定时，其他两个因素决定洛伦兹力的方向，如果只让一个因素相反，则洛伦兹力方向必定相反；如果同时让两个因素相反，则洛伦兹力方向将不变。2．f、B、v三者方向间关系电荷运动方向和磁场方向间没有因果关系，两者关系是不确定的。电荷运动方向和磁场方向确定洛伦兹力方向，f⊥B，f⊥v，即F垂直于B和v所决定的平面。
3．特点洛伦兹力的方向随电荷运动方向的变化而变化。但无论怎样变化，洛伦兹力都与电荷运动方向垂直，故洛伦兹力永不做功，它只改变电荷运动方向，不改变电荷速度大小。
典例1 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。一带正电荷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．沿O到c方向 B．沿O到a方向C．沿O到d方向 D．沿O到b方向[解析] 根据题意，由右手螺旋定则知b与d导线电流产生的磁场在O点正好相互抵消，而a与c导线产生的磁场在O点正好方向相同，水平向左，当一带正电荷的粒子从正方形中心O点沿垂直于纸面的方向向外运动时，根据左手定则可知，它所受洛伦兹力的方向向下，即沿O到c方向，故A正确，B、C、D错误。[答案] A
洛伦兹力方向的判断注意事项(1)洛伦兹力一定垂直v与B所决定的平面；(2)v与B不一定垂直，不垂直时，磁感线不再垂直穿过手心；(3)当运动电荷带负电时，四指指向电荷运动的反方向。
【素养训练】1．有关洛伦兹力和安培力的描述，下列说法正确的是( )A．通电直导线在匀强磁场中一定受到安培力的作用B．安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现C．带电粒子在匀强磁场中运动受到的洛伦兹力做正功D．通电直导线在磁场中受到的安培力方向与磁场方向平行解析：当通电直导线放置方向与匀强磁场方向在同一直线上时，不受安培力的作用，A错误；安培力可以看成导体内大量电子共同受到洛伦兹力产生的，B正确；在匀强磁场中，洛伦兹力始终与带电粒子的运动方向垂直，洛伦兹力不做功，C错误；由左手定则可知，通电直导线在磁场中受到的安培力方向与磁场方向垂直，D错误。答案：B
2．(2021·南京调研)(多选)一带电粒子(重力不计，图中已标明粒子所带电荷的正负)进入磁场中，下列关于磁场方向、速度方向及带电粒子所受的洛伦兹力方向的标示正确的是( )
解析：A中，带负电荷的粒子向右运动，掌心向外，四指所指的方向向左，拇指所指的方向向下，选项A正确；B中，带正电荷的粒子向下运动，掌心向里，四指所指的方向向下，拇指的方向向左，选项B正确；C中，带正电荷粒子的运动方向与磁感线平行，此时不受洛伦兹力的作用，选项C错误；D中，带负电荷的粒子向右运动，掌心向外，四指所指的方向向左，拇指所指的方向向下，选项D错误。答案：AB
3.一束混合粒子流从一发射源射出后，进入如图所示的磁场，分离为1、2、3三束粒子流，则下列选项不正确的是 ( )A．1带正电荷 B．1带负电荷C．2不带电 D．3带负电荷解析：根据左手定则，带正电荷的粒子向左偏，即粒子流1带正电荷；不偏转说明不带电，即粒子流2不带电；带负电荷的粒子向右偏，说明粒子流3带负电荷，故选项B不正确。答案：B
探究(二) 洛伦兹力的大小计算[问题驱动]极光常出现在地球高纬度地区，是一种罕见的自然景观，其发生是由于太阳带电粒子流(太阳风)进入地球磁场，在地球南北两极附近地区的高空，夜间出现的灿烂美丽的光辉。极光不只出现在地球上，在太阳系其他具有磁场的行星上，也会发生这种现象。(1)来自太阳高能带电粒子在地磁场中受到什么力的作用？(2)极光为什么常出现于高纬度地区？提示：(1)洛伦兹力。(2)由于带电粒子在地磁场中受到洛伦兹力的作用，这些高能带电粒子转向极区，所以极光常出现于高纬度地区。
【重难释解】1．洛伦兹力的大小(1)洛伦兹力f＝qvB的适用条件是B⊥v；当v的方向与B的方向成一角度θ时，f＝qvBsin θ。(2)若速度方向与磁场方向平行，则f＝0。速度大小或方向发生改变，则洛伦兹力也会随之改变。洛伦兹力永不做功，注意电荷的正负和速度方向。
2．洛伦兹力与电场力的比较
典例2 在以下的各图中，匀强磁场的磁感应强度均为B，带电粒子的速率均为v，带电荷量均为q。试求出图中带电粒子所受洛伦兹力的大小。
应用f＝qvBsin θ求洛伦兹力的大小时，切记题目中所给的夹角不一定是速度方向与磁场方向间的夹角，这时准确判定速度方向与磁场方向间夹角的大小是解题的关键。
【素养训练】1．关于带电粒子在匀强电场和匀强磁场中的运动，下列说法中正确的是( )A．带电粒子沿电场线方向射入，静电力对带电粒子做正功，粒子动能一定 增加B．带电粒子垂直于电场线方向射入，静电力对带电粒子不做功，粒子动能 不变C．带电粒子沿磁感线方向射入，洛伦兹力对带电粒子做正功，粒子动能一 定增加D．不管带电粒子怎样射入磁场，洛伦兹力对带电粒子都不做功，粒子动能 不变
解析：带电粒子在电场中受到的静电力F＝qE，与粒子的运动状态无关，做功的正负由力与位移方向的夹角决定。对选项A，只有粒子带正电时才成立，A错误；垂直射入匀强电场的带电粒子，不管带电性质如何，静电力都会做正功，动能一定增加，B错误；带电粒子在磁场中的受力——洛伦兹力f洛＝qvBsin θ，其大小除与运动状态有关，还与θ角(磁场方向与速度方向之间的夹角)有关，带电粒子沿磁感线方向射入，不受洛伦兹力作用，粒子做匀速直线运动，粒子动能不变，C错误；由于洛伦兹力方向始终与速度方向垂直，故洛伦兹力对带电粒子始终不做功，粒子动能不变，选项D正确。答案：D
2．(多选)下列关于电场、磁场的说法正确的是( )A．沿着电场线的方向，电场强度越来越小B．沿着电场线的方向，电势越来越低C．洛伦兹力方向一定与磁场方向垂直D．带电粒子所受洛伦兹力为0的地方磁感应强度也为0解析：沿着电场线的方向，电场强度可能越来越小，也可能越来越大，也可能不变，A错误；沿着电场线的方向，电势越来越低，B正确；由左手定则可知，洛伦兹力方向一定与磁场方向垂直，C正确；当带电粒子的运动方向与磁场平行时，带电粒子所受洛伦兹力为0，但此处的磁感应强度不为0，D错误。答案：BC
探究(三) 带电体在洛伦兹力作用下的运动【重难释解】涉及洛伦兹力问题的动力学分析方法：1．受力情况和运动情况的分析：带电体在磁场中速度大小变化时洛伦兹力的大小随之变化，并进一步导致压力、摩擦力的变化，物体在变力作用下将做变加速运动。2．选用和临界状态分析：分析带电体的运动，注意利用牛顿运动定律和平衡条件分析各物理量的动态变化。
典例3 如图所示，在匀强磁场中，有一长为l的悬线，一端固定于O点，另一端挂一质量为m、带电荷量为＋q的小球，将小球与悬线先后两次拉至与磁感线垂直且等高的左、右两侧的水平位置，由静止释放，已知小球通过最低位置时悬线的拉力之差为2mg，重力加速度为g，试求该匀强磁场的磁感应强度。
[迁移·发散](多选)上例中，小球先后两次通过最低点时，相同的物理量有( )A．小球受到的洛伦兹力 B．小球的加速度C．小球的动能 D．小球的动量
与洛伦兹力相关的带电体问题的分析思路正确进行受力分析，当带电体的速率v变化时，洛伦兹力的大小f随之改变，因此带电体在运动过程中的受力情况是动态变化的。洛伦兹力f的变化影响带电体所受的合力，合力变化又引起加速度变化，加速度变化又影响速度变化。(1)确定带电体的运动状态，注意运动情况和受力情况的结合。(2)灵活选择不同的运动规律。①当带电体在复合场中做匀速直线运动时，带电体受力必然平衡，由平衡条件列方程求解。②对于临界问题，注意挖掘隐含条件。
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、磁感应强度为B的匀强磁场中。质量为m、带电荷量为＋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，C对。随着滑块速度的变化，洛伦兹力大小变化，它对斜面的压力大小发生变化，故滑块受到的摩擦力大小变化，A错。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，根据动能定理，滑块到达地面时的动能就越小，B错。由于开始时滑块不受洛伦兹力就能下滑，故B再大，滑块也不可能静止在斜面上，D错。答案：C
3.如图，光滑半圆形轨道与光滑斜面轨道在D处平滑连接，前者置于水平向外的匀强磁场中，有一带正电荷小球从A处静止释放，且能沿轨道运动，并恰能通过半圆形轨道最高点C。现若撤去磁场，使小球从静止释放仍能恰好通过半圆形轨道最高点，则释放高度H′与原释放高度H的关系是( )A．H′＜H B．H′＝HC．H′＞H D．无法确定
一、培养创新意识和创新思维1．太阳发射出的带电粒子高速扫过太阳系，形成了“太阳风”。这些带电粒子经过地球时，地球的磁场使它们发生偏转。当“太阳风”中的带电粒子进入极地高层大气时，与大气中的原子和分子碰撞并激发，产生光芒，这就是极光(如图)。极光出现在北半球时被称为北极光，出现在南半球时被称为南极光。若“太阳风”中的高速电子流竖直向下射向赤道上空的某一点，试想，该电子流能到达该预定点吗？如果不能，它相对于预定点向哪个方向发生偏转？提示：不能 向西
二、注重学以致用和思维建模2．带电粒子(重力不计)穿过饱和蒸汽时，在它走过的路径上饱和蒸汽便凝成小液滴，从而显示粒子的径迹，这是云室的原理，如图所示是云室的拍摄照片，云室中加了垂直于照片向外的匀强磁场，图中Oa、Ob、Oc、Od是从O点发出的四种粒子的径迹，下列说法中正确的是( )
A．四种粒子都带正电荷B．四种粒子都带负电荷C．打到a、b点的粒子带正电荷D．打到c、d点的粒子带正电荷解析：由左手定则知打到a、b点的粒子带负电荷，打到c、d点的粒子带正电荷，D正确。答案：D
3.如图为电视机显像管的偏转线圈示意图，线圈中心O处的黑点表示电子枪射出的电子，它的方向垂直纸面向外，当偏转线圈中的电流方向如图所示时，电子束应 ( )A．向左偏转 B．向上偏转C．向下偏转 D．不偏转解析：由安培定则可以判断出两个线圈的左端是N极，磁感线分布如图所示，再由左手定则判断出电子束应向下偏转，C正确。答案：C
4．(多选)金属板放在垂直于纸面的磁场中， 当有电流通过时会产生霍尔效应。如图所示，宽为d的金属板放入匀强磁场中，磁场方向与金属板垂直，磁感应强度为B。当金属板通入如图所示的电流时，电子定向移动速度为v。下列说法正确的是( )A．a、b两点的电势相等B．达到稳定状态时，a、b两点之间的电势差为BdvC．导体上表面聚集电子，a点电势高于b点电势D．导体下表面聚集电子，a点电势低于b点电势
一、洛伦兹力及其方向1．填一填(1)洛伦兹力：磁场对 产生的作用力。(2)实验观察抽成真空的玻璃管左右两个电极分别连接到高压电源两极上，阴极发射的电子向阳极加速运动。①没有加磁场时，电子束呈 。②加上磁场时，电子束的径迹发生 。③改变磁场方向，电子束会向 弯曲。
(3)左手定则：伸开左手，使大拇指与其余四指垂直，并且都与手掌在同一平面内，让 垂直穿入手心，并使 指向正电荷的运动方向，这时 所指的方向就是正电荷在该磁场中所受洛伦兹力的方向。运动的负电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向，与沿相同方向运动的正电荷所受力的方向 。2．判一判(1)正电荷所受的洛伦兹力的方向与磁场方向相同。( )(2)判断电荷所受洛伦兹力的方向时，应同时考虑电荷的电性。( )(3)以相同方向射入匀强磁场的粒子，负电荷受洛伦兹力的方向与正电荷受洛伦兹力的方向相反。( )
3．想一想正电荷所受洛伦兹力的方向、负电荷所受洛伦兹力的方向以及导线所受安培力的方向有什么联系？提示：电流的方向即正电荷定向移动的方向，也就是负电荷定向移动的反方向。所以安培力的方向和相应正电荷沿电流方向移动所受洛伦兹力方向及相应负电荷沿电流反方向移动所受洛伦兹力方向一致，体现了安培力是洛伦兹力的宏观表现。
(2)洛伦兹力的大小①当电荷在垂直磁场的方向上运动时，磁场对运动电荷的洛伦兹力大小f等于电量q、电荷运动速率v、磁场磁感应强度B三者的乘积，即：f＝ 。②当电荷运动的方向与磁场的方向夹角为θ时，电荷所受的洛伦兹力f＝ 。③由于洛伦兹力的方向总是与电荷运动方向 ，因此洛伦兹力不做功。2．判一判(1)若电荷的速度方向与磁场方向平行，电荷不受洛伦兹力。 ( )(2)同一电荷进入磁场的速度不同，所受洛伦兹力一定不同。 ( )(3)同一电荷以同样大小的速度垂直于磁场方向运动时，所受的洛伦兹力最大。( )
3．选一选两个带电粒子以相同的速度垂直磁感线方向进入同一匀强磁场，两粒子质量之比为1∶4，电荷量之比为1∶2，则两带电粒子受洛伦兹力之比为 ( )A．2∶1 B．1∶1C．1∶2 D．1∶4解析：带电粒子的速度方向与磁感线方向垂直时，洛伦兹力f＝qvB，与电荷量成正比，与质量无关，C项正确。答案：C
探究(一) 洛伦兹力的方向判断[问题驱动]如图所示，电子由阴极向阳极运动(向右运动)过程中发生了向下偏转，试问：(1)什么力使电子向下偏转？该力的方向如何？(2)电子运动轨迹附近的磁场方向如何？电子所受洛伦兹力与磁场方向、电子运动方向存在什么关系？提示：(1)洛伦兹力，方向向下。(2)磁场方向向里，电子所受洛伦兹力与磁场方向垂直，与电子运动方向垂直，满足左手定则。
【重难释解】1．决定洛伦兹力方向的三个因素电荷的电性(正、负)、速度方向、磁感应强度的方向。当电性一定时，其他两个因素决定洛伦兹力的方向，如果只让一个因素相反，则洛伦兹力方向必定相反；如果同时让两个因素相反，则洛伦兹力方向将不变。2．f、B、v三者方向间关系电荷运动方向和磁场方向间没有因果关系，两者关系是不确定的。电荷运动方向和磁场方向确定洛伦兹力方向，f⊥B，f⊥v，即F垂直于B和v所决定的平面。
3．特点洛伦兹力的方向随电荷运动方向的变化而变化。但无论怎样变化，洛伦兹力都与电荷运动方向垂直，故洛伦兹力永不做功，它只改变电荷运动方向，不改变电荷速度大小。
典例1 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。一带正电荷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．沿O到c方向 B．沿O到a方向C．沿O到d方向 D．沿O到b方向[解析] 根据题意，由右手螺旋定则知b与d导线电流产生的磁场在O点正好相互抵消，而a与c导线产生的磁场在O点正好方向相同，水平向左，当一带正电荷的粒子从正方形中心O点沿垂直于纸面的方向向外运动时，根据左手定则可知，它所受洛伦兹力的方向向下，即沿O到c方向，故A正确，B、C、D错误。[答案] A
洛伦兹力方向的判断注意事项(1)洛伦兹力一定垂直v与B所决定的平面；(2)v与B不一定垂直，不垂直时，磁感线不再垂直穿过手心；(3)当运动电荷带负电时，四指指向电荷运动的反方向。
【素养训练】1．有关洛伦兹力和安培力的描述，下列说法正确的是( )A．通电直导线在匀强磁场中一定受到安培力的作用B．安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现C．带电粒子在匀强磁场中运动受到的洛伦兹力做正功D．通电直导线在磁场中受到的安培力方向与磁场方向平行解析：当通电直导线放置方向与匀强磁场方向在同一直线上时，不受安培力的作用，A错误；安培力可以看成导体内大量电子共同受到洛伦兹力产生的，B正确；在匀强磁场中，洛伦兹力始终与带电粒子的运动方向垂直，洛伦兹力不做功，C错误；由左手定则可知，通电直导线在磁场中受到的安培力方向与磁场方向垂直，D错误。答案：B
2．(2021·南京调研)(多选)一带电粒子(重力不计，图中已标明粒子所带电荷的正负)进入磁场中，下列关于磁场方向、速度方向及带电粒子所受的洛伦兹力方向的标示正确的是( )
解析：A中，带负电荷的粒子向右运动，掌心向外，四指所指的方向向左，拇指所指的方向向下，选项A正确；B中，带正电荷的粒子向下运动，掌心向里，四指所指的方向向下，拇指的方向向左，选项B正确；C中，带正电荷粒子的运动方向与磁感线平行，此时不受洛伦兹力的作用，选项C错误；D中，带负电荷的粒子向右运动，掌心向外，四指所指的方向向左，拇指所指的方向向下，选项D错误。答案：AB
3.一束混合粒子流从一发射源射出后，进入如图所示的磁场，分离为1、2、3三束粒子流，则下列选项不正确的是 ( )A．1带正电荷 B．1带负电荷C．2不带电 D．3带负电荷解析：根据左手定则，带正电荷的粒子向左偏，即粒子流1带正电荷；不偏转说明不带电，即粒子流2不带电；带负电荷的粒子向右偏，说明粒子流3带负电荷，故选项B不正确。答案：B
探究(二) 洛伦兹力的大小计算[问题驱动]极光常出现在地球高纬度地区，是一种罕见的自然景观，其发生是由于太阳带电粒子流(太阳风)进入地球磁场，在地球南北两极附近地区的高空，夜间出现的灿烂美丽的光辉。极光不只出现在地球上，在太阳系其他具有磁场的行星上，也会发生这种现象。(1)来自太阳高能带电粒子在地磁场中受到什么力的作用？(2)极光为什么常出现于高纬度地区？提示：(1)洛伦兹力。(2)由于带电粒子在地磁场中受到洛伦兹力的作用，这些高能带电粒子转向极区，所以极光常出现于高纬度地区。
【重难释解】1．洛伦兹力的大小(1)洛伦兹力f＝qvB的适用条件是B⊥v；当v的方向与B的方向成一角度θ时，f＝qvBsin θ。(2)若速度方向与磁场方向平行，则f＝0。速度大小或方向发生改变，则洛伦兹力也会随之改变。洛伦兹力永不做功，注意电荷的正负和速度方向。
2．洛伦兹力与电场力的比较
典例2 在以下的各图中，匀强磁场的磁感应强度均为B，带电粒子的速率均为v，带电荷量均为q。试求出图中带电粒子所受洛伦兹力的大小。
应用f＝qvBsin θ求洛伦兹力的大小时，切记题目中所给的夹角不一定是速度方向与磁场方向间的夹角，这时准确判定速度方向与磁场方向间夹角的大小是解题的关键。
【素养训练】1．关于带电粒子在匀强电场和匀强磁场中的运动，下列说法中正确的是( )A．带电粒子沿电场线方向射入，静电力对带电粒子做正功，粒子动能一定 增加B．带电粒子垂直于电场线方向射入，静电力对带电粒子不做功，粒子动能 不变C．带电粒子沿磁感线方向射入，洛伦兹力对带电粒子做正功，粒子动能一 定增加D．不管带电粒子怎样射入磁场，洛伦兹力对带电粒子都不做功，粒子动能 不变
解析：带电粒子在电场中受到的静电力F＝qE，与粒子的运动状态无关，做功的正负由力与位移方向的夹角决定。对选项A，只有粒子带正电时才成立，A错误；垂直射入匀强电场的带电粒子，不管带电性质如何，静电力都会做正功，动能一定增加，B错误；带电粒子在磁场中的受力——洛伦兹力f洛＝qvBsin θ，其大小除与运动状态有关，还与θ角(磁场方向与速度方向之间的夹角)有关，带电粒子沿磁感线方向射入，不受洛伦兹力作用，粒子做匀速直线运动，粒子动能不变，C错误；由于洛伦兹力方向始终与速度方向垂直，故洛伦兹力对带电粒子始终不做功，粒子动能不变，选项D正确。答案：D
2．(多选)下列关于电场、磁场的说法正确的是( )A．沿着电场线的方向，电场强度越来越小B．沿着电场线的方向，电势越来越低C．洛伦兹力方向一定与磁场方向垂直D．带电粒子所受洛伦兹力为0的地方磁感应强度也为0解析：沿着电场线的方向，电场强度可能越来越小，也可能越来越大，也可能不变，A错误；沿着电场线的方向，电势越来越低，B正确；由左手定则可知，洛伦兹力方向一定与磁场方向垂直，C正确；当带电粒子的运动方向与磁场平行时，带电粒子所受洛伦兹力为0，但此处的磁感应强度不为0，D错误。答案：BC
探究(三) 带电体在洛伦兹力作用下的运动【重难释解】涉及洛伦兹力问题的动力学分析方法：1．受力情况和运动情况的分析：带电体在磁场中速度大小变化时洛伦兹力的大小随之变化，并进一步导致压力、摩擦力的变化，物体在变力作用下将做变加速运动。2．选用和临界状态分析：分析带电体的运动，注意利用牛顿运动定律和平衡条件分析各物理量的动态变化。
典例3 如图所示，在匀强磁场中，有一长为l的悬线，一端固定于O点，另一端挂一质量为m、带电荷量为＋q的小球，将小球与悬线先后两次拉至与磁感线垂直且等高的左、右两侧的水平位置，由静止释放，已知小球通过最低位置时悬线的拉力之差为2mg，重力加速度为g，试求该匀强磁场的磁感应强度。
[迁移·发散](多选)上例中，小球先后两次通过最低点时，相同的物理量有( )A．小球受到的洛伦兹力 B．小球的加速度C．小球的动能 D．小球的动量
与洛伦兹力相关的带电体问题的分析思路正确进行受力分析，当带电体的速率v变化时，洛伦兹力的大小f随之改变，因此带电体在运动过程中的受力情况是动态变化的。洛伦兹力f的变化影响带电体所受的合力，合力变化又引起加速度变化，加速度变化又影响速度变化。(1)确定带电体的运动状态，注意运动情况和受力情况的结合。(2)灵活选择不同的运动规律。①当带电体在复合场中做匀速直线运动时，带电体受力必然平衡，由平衡条件列方程求解。②对于临界问题，注意挖掘隐含条件。
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、磁感应强度为B的匀强磁场中。质量为m、带电荷量为＋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，C对。随着滑块速度的变化，洛伦兹力大小变化，它对斜面的压力大小发生变化，故滑块受到的摩擦力大小变化，A错。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，根据动能定理，滑块到达地面时的动能就越小，B错。由于开始时滑块不受洛伦兹力就能下滑，故B再大，滑块也不可能静止在斜面上，D错。答案：C
3.如图，光滑半圆形轨道与光滑斜面轨道在D处平滑连接，前者置于水平向外的匀强磁场中，有一带正电荷小球从A处静止释放，且能沿轨道运动，并恰能通过半圆形轨道最高点C。现若撤去磁场，使小球从静止释放仍能恰好通过半圆形轨道最高点，则释放高度H′与原释放高度H的关系是( )A．H′＜H B．H′＝HC．H′＞H D．无法确定
一、培养创新意识和创新思维1．太阳发射出的带电粒子高速扫过太阳系，形成了“太阳风”。这些带电粒子经过地球时，地球的磁场使它们发生偏转。当“太阳风”中的带电粒子进入极地高层大气时，与大气中的原子和分子碰撞并激发，产生光芒，这就是极光(如图)。极光出现在北半球时被称为北极光，出现在南半球时被称为南极光。若“太阳风”中的高速电子流竖直向下射向赤道上空的某一点，试想，该电子流能到达该预定点吗？如果不能，它相对于预定点向哪个方向发生偏转？提示：不能 向西
二、注重学以致用和思维建模2．带电粒子(重力不计)穿过饱和蒸汽时，在它走过的路径上饱和蒸汽便凝成小液滴，从而显示粒子的径迹，这是云室的原理，如图所示是云室的拍摄照片，云室中加了垂直于照片向外的匀强磁场，图中Oa、Ob、Oc、Od是从O点发出的四种粒子的径迹，下列说法中正确的是( )
A．四种粒子都带正电荷B．四种粒子都带负电荷C．打到a、b点的粒子带正电荷D．打到c、d点的粒子带正电荷解析：由左手定则知打到a、b点的粒子带负电荷，打到c、d点的粒子带正电荷，D正确。答案：D
3.如图为电视机显像管的偏转线圈示意图，线圈中心O处的黑点表示电子枪射出的电子，它的方向垂直纸面向外，当偏转线圈中的电流方向如图所示时，电子束应 ( )A．向左偏转 B．向上偏转C．向下偏转 D．不偏转解析：由安培定则可以判断出两个线圈的左端是N极，磁感线分布如图所示，再由左手定则判断出电子束应向下偏转，C正确。答案：C
4．(多选)金属板放在垂直于纸面的磁场中， 当有电流通过时会产生霍尔效应。如图所示，宽为d的金属板放入匀强磁场中，磁场方向与金属板垂直，磁感应强度为B。当金属板通入如图所示的电流时，电子定向移动速度为v。下列说法正确的是( )A．a、b两点的电势相等B．达到稳定状态时，a、b两点之间的电势差为BdvC．导体上表面聚集电子，a点电势高于b点电势D．导体下表面聚集电子，a点电势低于b点电势
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