《高考物理一轮复习讲练测》专题41 洛伦兹力 带电粒子在磁场中的运动（讲）（原卷版）

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第九章 磁场
1.纵观近几年高考，涉及磁场知识点的题目年年都有，考查与洛伦兹力有关的带电粒子在匀强磁场或复合
场中的运动次数最多，极易成为试卷的压轴题.其次是与安培力有关的通电导体在磁场中的加速或平衡问题．
磁感应强度、磁感线、安培力、洛伦兹力的理解及安培定则和左手定则的运用，一般以选择题的形式出现．
2.本章知识常与电场、恒定电 流以及电磁感应、交变电流等章节知识联系综合考查，是高考的热点．
3.本章知识与生产、生活、现代科技等联系密切，如质谱仪、回旋加速器、粒子速度选择器、等离子体发
电机、电磁流量计等高科技仪器的理解及应用相联系，在复习中应做到有的放矢.
第41 讲 洛伦兹力 带电粒子在磁场中的运动
1.会计算洛伦兹力的大小，并能判断其方向.
2.掌握带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动，并能解决确定圆心、半径、运动轨迹、周期、运动时间等
相关问题．
一、洛伦兹力
1．洛伦 兹力：磁场对运动电荷的作用力叫洛伦兹力．
2．洛伦兹力的方向
(1)判定方法
左手定则：掌心——磁感线垂直穿入掌心；
四指——指向正电荷运动的方向或负电荷运动的反方向；
拇指——指向洛伦兹力的方向．
(2)方向特点：F⊥B，F⊥v，即 F垂直于 B和v决定的 平面(注意：洛伦兹力不做功)．
3．洛伦兹力的大小
(1)v∥B时，洛伦兹力 F＝0.(θ＝0°或180°)[来源:学#科#网Z#X#X#K]
(2)v⊥B时，洛伦兹力 F＝qvB.(θ＝90°)
(3)v＝0时，洛伦兹力 F＝0.
二、带电粒子在匀强磁场中的运动
1．若 v∥B，带电粒子不受洛伦兹力，在匀强磁场中做匀速直线运动．
1
2．若 v⊥B，带电粒子仅受洛伦兹力作用，在垂直于磁感线的平面内以入射速度 v做匀速圆周运动．
考点一 洛伦兹力的特点与应用
1．洛伦兹力的特点
(1)洛伦兹力的方向总是垂直于运动电荷速度方向和磁场方向确定的平面．
(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)左手判断洛伦兹力方向，但一定分正、负电荷．
(5)洛伦兹力一定不做功．
总结: 洛伦兹力对运动电荷(或带电体)不做功，不改变速度的大小，但它可改变运动电荷(或带电体)速度的
方向，影响带电体所受其他力的大小，影响带电体的运动时间等．[来源:学科网]
★重点归纳★
1、洛伦兹力与电场力的比较
洛伦兹力 电场力
性质 磁场对在其中运动的电荷
的作用力
电场对放入其中电荷的作
用力
产生条件 v≠0 且v不与 B平行 电场中的电荷一定受到电
场力作用
大小 F＝qvB(v⊥B)F＝qE
力方向与场
方向的关系
一定是 F⊥B，F⊥v，与
电荷电性无关
正电荷受力与电场方向相
同，负电荷受力与电场方
向相反
做功情况 任何情况下都不做功 可能做正功、负功，也可
能不做功[来源:学§科§网Z§X§X§K]
力为零时
场的情况 F为零，B不一定为零 F为零，E一定为零
作用效果 只改变电荷运动的速度方
向，不改变速度大小
既可以改变电荷运动的速
度大小，也可以改变电荷
运动的方向
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) 洛伦兹力对电荷不做功；安培力对通电导线可做正功，可做负功，也可不做功
★典型案例★．如图中，电荷的速度方向、磁场方向和电荷的受力方向之间关系正确的是（ ）
2
A．
B．
C．
D．
[来源:Zxxk.Com]
★针对练习 1★（多选）如图所示，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，则下列说法中不正确的是(　　)
A． 两次带电粒子在磁场中经历的时间之比为 3∶4
B． 两次带电粒子在磁场中运动的路 程长度之比为 3∶4
C． 两次带电粒子在磁场中所受的洛伦兹力大小之比为 3∶4
D． 两次带电粒子在磁场中所受的洛伦兹力大小之比为 4∶3
★针对练习 2★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。一带负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(　　)
3
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