高中物理教科版高中选修-磁场洛伦兹力习题课

一、考纲考情

1.洛伦兹力、洛伦兹力的方向Ⅰ2.洛伦兹力公式Ⅱ3.带电粒子在匀强磁场中的运动Ⅱ二、以问激思考点1、洛伦兹力的概念问题1、洛伦兹力的三要素是什么？1、洛伦兹力的大小？2、洛伦兹力的方向？3、洛伦兹力的作用点？考点2、带电粒子在匀强磁场中的运动问题2、洛伦兹力的特点是什么？问题3、带电粒子在磁场中运动的性质是什么？(1)若v0∥B，粒子是否受洛伦兹力？(2)若v0∥B，粒子在磁场中做什么性质的运动？(3)若v0⊥B，带电粒子在匀强磁场中做什么性质的运动？问题4、带电粒子做匀速圆周运动的特点是什么？(1)运动性质？(2)运动半径？(3)运动周期？三、变式炼纲考纲1、对洛伦兹力如何理解考题1、在阴极射线管中电子流方向由左向右,其上方置一根通有如图所示的电流的直导线,导线与阴极射线管平行,则阴极射线将会()答案：DA、向上偏转B、向下偏转C、向纸内偏转D、向纸外偏转变式1、质量为m,电荷量为+q的带电粒子,以不同的初速度两次从O点垂直于磁感线和磁场边界向上射入匀强磁场,在洛伦兹力作用下分别从M、N两点射出磁场,测得OM∶ON=3∶4,粒子重力不计,则下列说法中正确的是(

)A、两次带电粒子在磁场中经历的时间之比为3∶4B、两次带电粒子在磁场中运动的路程长度之比为3∶4C、两次带电粒子在磁场中所受的洛伦兹力大小之比为3∶4D、两次带电粒子在磁场中所受的洛伦兹力大小之比为4∶3答案：BC

变式2、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.甲球的释放位置比乙球的高D.运动过程中三个小球的机械能均保持不变答案：CD变式3、(2015·宁波模拟)狄拉克曾经预言,自然界应该存在只有一个磁极的磁单极子,其周围磁感线呈均匀辐射状分布(如图甲所示),距离它r处的磁感应强度大小为B=K/r2

(k为常数),其磁场分布与负点电荷Q的电场(如图乙所示)分布相似，现假设磁单极子S和负点电荷Q均固定,有带电小球分别在S极和Q附近做匀速圆周运动。则关于小球做匀速圆周运动的判断正确的是(

)A.若小球带正电,其运动轨迹平面可在S的正上方,如图甲所示B.若小球带正电,其运动轨迹平面可在Q的正下方,如图乙所示C.若小球带负电,其运动轨迹平面可在S的正上方,如图甲所示D.若小球带负电,其运动轨迹平面可在Q的正下方,如图乙所示答案：ABC问题5、如何理解洛伦兹力？1、洛伦兹力的方向？2、洛伦兹力是否做功？3、负电荷所受洛伦兹力的方向如何判断？问题6、洛伦兹力和安培力如何比较？1、区别？（1）、单个运动电荷与所有定向移动电荷？（2）、宏观与微观表现？（3）、做功与不做功？2、联系？相同性质的力（磁场力）？问题7、洛伦兹力和电场力如何比较？1、产生条件？2、大小？3、方向？4、做功？考点2、带电粒子在匀强磁场中如何运动考题2、速率相同的电子垂直磁场方向进入四个不同的磁场,其轨迹照片如图所示,则磁场最强的是()答案：D变式1、MN板两侧都是磁感应强度为B的匀强磁场,方向如图所示,带电粒子(不计重力)从a位置以垂直B方向的速度v开始运动,依次通过小孔b、c、d,已知ab=bc=cd,粒子从a运动到d的时间为t,则粒子的比荷为(

)答案：D变式2、两个电荷量相等但电性相反的带电粒子a、b分别以速度va和vb射入匀强磁场,两粒子的入射方向与磁场边界的夹角分别为30°和60°,磁场宽度为d,两粒子同时由A点出发,同时到达B点,如图所示,则(

)A.a粒子带正电,b粒子带负电B.两粒子的轨道半径之比Ra∶Rb=1∶1C.两粒子的质量之比ma∶mb=1∶2D.两粒子的速度之比va∶vb=1∶2答案：C变式3、半径为R的圆是一圆柱形匀强磁场区域的横截面(纸面),磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向外,一电荷量为q(q>0)、质量为m的粒子沿平行于直径ab的方向射入磁场区域,射入点与ab的距离为,已知粒子射出磁场与射入磁场时运动方向间的夹角为60°,则粒子的速率为(不计重力)()答案：Ｂ问题8、如何求解带电粒子在匀强磁场中的运动问题？1、如何判定带电粒子的运动性质？2、如何确定圆周运动的圆心？（1）、已知入射方向和出射方向？(通过入射点和出射点作垂直于入射方向和出射方向的直线,两条直线的交点就是圆弧轨道的圆心,如图甲所示,图中P为入射点,M为出射点)（2）、已知入射方向和出射点？(通过入射点作入射方向的垂线,连接入射点和出射点,作其中垂线,这两条垂线的交点就是圆弧轨道的圆心，如图乙所示,P为入射点,M为出射点)3、如何确定带电粒子在不同边界磁场中的运动轨迹？(1)直线边界?(进出磁场具有对称性)(2)平行边界?(存在临界条件)(3)圆形边界?(沿径向射入必沿径向射出)4、如何确计算圆周运动的半径？(利用平面几何关系,求出该圆的可能半径或圆心角)(1)粒子速度的偏向角(φ)等于圆心角(α),并等于AB弦与切线的夹角(弦切角θ)的2倍,如上右图所示,即φ=α=2θ=ωt。(2)相对的弦切角(θ)相等,与相邻弦切角(θ′)互补，即θ+θ′=180°。(3)直角三角形的几何知识(勾股定理)。AB中点为C,连接OC,则△ACO、△BCO都是直角三角形。5、如何确定带电粒子的运动时间？（1）、粒子在磁场中运动一周的时间为T。（2）、当粒子运动的圆弧所对应的圆心角为α时,其运动时间t=αT/360o且t=l/V,l为弧长。四、高考链接链接1、(2014·新课标全国卷Ⅱ)如图为某磁谱仪部分构件的示意图。图中永磁铁提供匀强磁场,硅微条径迹探测器可以探测粒子在其中运动的轨迹。宇宙射线中有大量的电子、正电子和质子，当这些粒子从上部垂直进入磁场时,下列说法正确的是(

)A.电子与正电子的偏转方向一定不同B.电子与正电子在磁场中运动轨迹的半径一定相同C.仅依据粒子运动轨迹无法判断该粒子是质子还是正电子D.粒子的动能越大,它在磁场中运动轨迹的半径越小答案：AC链接2、(2013·广东高考)如图,两个初速度大小相同的同种离子a和b,从O点沿垂直磁场方向进入匀强磁场,最后打到屏P上，不计重力，下列说法正确的有(

)A.a、b均带正电B.a在磁场中飞行的时间比b的短C.a在磁场中飞行的路程比b的短D.a在P上的落点与O点的距离比b的近答案：ＡＤ问题９、高考是如何考查本单元知识点的？1、理解洛伦兹力的三点注意(1)正确分析带电粒子所在区域的合磁场方向。(2)判断洛伦兹力方向特别区分电荷的正负并充分利用F⊥B、F⊥v的特点。(3)计算洛伦兹力大小时，公式F=