2024年高考物理一轮复习：第九章 第2讲

第2讲 磁场对运动电荷的作用

一、洛伦兹力的大小和方向

1．定义：磁场对运动电荷的作用力． 2．大小

(1)v∥B时，F＝0； (2)v⊥B时，F＝qvB；

(3)v与B的夹角为θ时，F＝qvBsin θ. 3．方向

(1)判定方法：应用左手定则，注意四指应指向正电荷运动方向或负电荷运动的反方向； (2)方向特点：F⊥B，F⊥v.即F垂直于B、v决定的平面．(注意B和v可以有任意夹角) 4．做功：洛伦兹力不做功．

自测

1

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

带电荷量为＋q的不同粒子在匀强磁场中

B．如果把＋q改为－q，且速度反向、大小不变，则其所受洛伦兹力的大小、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．粒子在只受洛伦兹力作用下运动的动能、速度均不变 答案 B

二、带电粒子在匀强磁场中的运动

1．若v∥B，带电粒子以入射速度v做匀速直线运动．

2．若v⊥B时，带电粒子在垂直于磁感线的平面内，以入射速度v做匀速圆周运动． 3．基本公式

v2

(1)向心力公式：qvB＝m；

r

mv

(2)轨道半径公式：r＝；

Bq2πm

(3)周期公式：T＝.

qB

注意：带电粒子在匀强磁场中运动的周期与速率无关．

自测

2 在探究射线性质的过程中，让质量为m1、

带电荷量为2e的α粒子和质量为m2、带电荷量为e的β粒子，分别垂直于磁场方向射入同一匀强磁场中，发现两种粒子沿半径相同的圆轨道运动．则α粒子与β粒子的动能之比是( )

m1m2m14m2A. B. C. D. m2m14m2m1答案 D

解析 粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律，有：qvB