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(共68張PPT)
第九章　磁場
第2講　磁場對運動電荷的作用
A. 小球剛進入磁場時受到的洛倫茲力水平向右
B. 小球運動過程中的速度不變
C. 小球運動過程中的加速度保持不變
D. 小球受到的洛倫茲力對小球做正功
A
解析：帶正電小球剛進入磁場時速度方向豎直向下，由左手定則可知，小球剛進入磁場時受到的洛倫茲力水平向右，A正確；小球運動過程中受重力和洛倫茲力作用，重力不變，洛倫茲力時刻變化，則小球所受合力不為零且時刻變化，所以小球速度和加速度均在變化，B、C錯誤；洛倫茲力始終與小球速度方向垂直，永不做功，D錯誤.
運動電荷　
0　
qvB　
垂直　
正電荷　
洛倫茲力　
不
做功　
深化1　　洛倫茲力的方向的特點
（1）洛倫茲力的方向既與電荷的運動方向垂直，又與磁場方向垂直，所以洛倫茲力的方向總是垂直于運動電荷的速度方向和磁場方向所確定的平面.
（2）洛倫茲力的方向總垂直于電荷的運動方向，當電荷的運動方向發生變化時，洛倫茲力的方向隨之變化.
（3）由于洛倫茲力的方向總與電荷的運動方向垂直，所以洛倫茲力對電荷不做功.
深化2　　洛倫茲力與安培力的聯系及區別
（1）安培力是洛倫茲力的宏觀表現，二者是相同性質的力，都是磁場力.
（2）安培力可以做功，而洛倫茲力永不做功.
深化3　　洛倫茲力與電場力的比較
項目 洛倫茲力 電場力
產生條件 v≠0且v不與B平行 電荷處在電場中
大小 F＝qvB（v⊥B） F＝qE
力方向與場方向的關系 F⊥B，F⊥v F∥E
做功情況 任何情況下都不做功 可能做功，也可能不做功
作用效果 只改變電荷運動的速度方向，不改變速度大小 既可以改變電荷運動速度的大小，也可以改變電荷運動的方向
思維模型　結合洛倫茲力的特點進行動力學分析與處理.
A
A. 磁場方向垂直于紙面向里
B. 軌跡1對應的粒子運動速度越來越大
C. 軌跡2對應的粒子初速度比軌跡3的大
D. 軌跡3對應的粒子是正電子
角度2　洛倫茲力大小應用
ACD
　A　　　 　B　　 　 C　　 　　D
C
ACD
A. 若粒子穿過ad邊時速度方向與ad邊夾角為45°，則粒子必垂直BC射出
B. 若粒子穿過ad邊時速度方向與ad邊夾角為60°，則粒子必垂直BC射出
C. 若粒子經cd邊垂直BC射出，則粒子穿過ad邊時速度方向與ad邊夾角必為45°
D. 若粒子經bc邊垂直BC射出，則粒子穿過ad邊時速度方向與ad邊夾角必為60°
解析：若粒子穿過ad邊時速度方向與ad邊夾角為45°，則粒子必經過cd邊，作出粒子運動軌跡圖，如圖甲所示，粒子從C點垂直于BC射出，A、C正確；當粒子穿過ad邊速度方向與ad邊夾角為60°時，若粒子從cd邊再次進磁場，作出粒子運動軌跡如圖乙所示，則粒子不能垂直BC射出，若粒子經bc邊再次進入磁場，作出粒子運動軌跡如圖丙所示，則粒子一定垂直BC邊射出，B錯誤，D正確.
勻速直線　
勻速圓周　


深化1　　帶電粒子在有界磁場中的圓心、半徑及運動時間的確定
項目 基本思路 圖例 說明
圓心的確定 ①與速度方向垂直的直線過圓心.
②弦的垂直平分線過圓心 P、M點速度方向垂線的交點
P點速度方向垂線與弦的垂直平分線的交點
項目 基本思路 圖例 說明
半徑的確定 利用平面幾何知識求半徑
運動時間的確定 利用軌跡對應圓心角θ或軌跡長度l求時間
深化2　　帶電粒子在有界磁場中運動的常見情形
（1）直線邊界（進出磁場具有對稱性，如圖1所示）
圖1
（2）平行邊界：往往存在臨界條件，如圖2所示.
圖2
（3）圓形邊界
①速度指向圓心：沿徑向射入必沿徑向射出，如圖3甲所示.粒子軌跡所對應的圓心角一定等于速度的偏向角.
②速度方向不指向圓心：如圖3乙所示.粒子射入磁場時速度方向與半徑夾角為θ，則粒子射出磁場時速度方向與半徑夾角也為θ.
③環形磁場：如圖3丙所示，帶電粒子沿徑向射入磁場，若要求粒子只在環形磁場區域內運動，則一定沿半徑方向射出，當粒子的運動軌跡與內圓相切時，粒子有最大速度或磁場有最小磁感應強度.
圖3
深化3　　解析法解決帶電粒子在勻強磁場中的運動問題
思維模型　掌握帶電粒子在有界磁場中的一般解題步驟.
AD
A. 運動軌跡的半徑之比為2∶3
B. 重新回到邊界所用時間之比為3∶2
C. 重新回到邊界時的動量相同
D. 重新回到邊界時與O點的距離不相等
D
角度2　粒子在平行邊界運動
A. 粒子進入磁場時速度方向與MN邊界的夾角為60°
角度3　粒子在圓形邊界運動
ACD
A. 該粒子帶正電
B. 該粒子帶負電
BD
A. 速率不同的粒子在磁場中運動時間一定不同
C. 粒子從DE邊飛出的區域長度可以大于L
D
C. v甲＝2v乙，t甲＝t乙
三、帶電粒子在勻強磁場中的多解問題
BC
C. kBL，60° D. 2kBL，60°
深化　　四種常見多解問題
項目 分析 圖例
帶電粒子電性不確定　 帶電粒子可能帶正電荷，也可能帶負電荷，初速度相同時，正、負粒子在磁場中運動軌跡不同，形成多解
如果帶正電，其軌跡為a；如果帶負電，其軌跡為b
項目 分析 圖例
磁場方向不確定 只知道磁感應強度大小，而未具體指出磁感應強度方向，由于磁感應強度方向不確定而形成多解
已知粒子帶正電，若B垂直紙面向里，其軌跡為a；若B垂直紙面向外，其軌跡為b
項目 分析 圖例
臨界狀態不唯一 帶電粒子飛越有界磁場時，可能穿過磁場飛出，也可能轉過180°從入射界面一側反向飛出，于是形成多解
運動具有周期性 帶電粒子在部分是電場、部分是磁場空間運動時，運動往往具有周期性，因而形成多解
角度1　帶電粒子電性不確定形成多解
例8　如圖所示，寬度為d的有界勻強磁場，磁感應強度為B，MM'和NN'是磁場左右的兩條邊界線.現有一質量為m、電荷量為q的帶電粒子沿圖示方向垂直磁場射入.要使粒子不能從右邊界NN'射出，求粒子入射速率的最大值為多少？
解析：題目中只給出粒子“電荷量為q”，未說明是帶哪種電荷，所以分情況討論.
BD
B
A. （12 cm，9 cm） B. （12 cm，10 cm）
C. （12 cm，－9 cm） D. （12 cm，－10 cm）
限時跟蹤檢測
A級·基礎對點練
題組一　對洛倫茲力的理解
A. 向上 B. 向下
C. 向左 D. 向右
B
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解析：電子束帶負電，電子束由負極向正極運動，在電子束運動的過程中，條形磁鐵產生的磁場由 N極指向S極，根據左手定則可判斷出電子受到的洛倫茲力方向向下，故電子束的偏轉方向向下，B正確，A、C、D錯誤.
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A. 粒子一定帶正電
B. 粒子一定帶負電
C. 粒子在云室中鉛板兩側的運動時間一定相等
D. 粒子一定自鉛板左側向右穿過鉛板
D
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甲 乙
A. 3 B. 2
A
題組二　帶電粒子在勻強磁場中的運動
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題組三　帶電粒子在有界磁場中的運動
A. a粒子帶正電，b粒子帶負電
D. 兩粒子的質量之比ma∶mb＝2∶1
D
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題組四　帶電粒子在勻強磁場中的多解問題
BC
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B級·能力提升練
A. 兩粒子均帶負電
B. 兩粒子射出磁場時速度方向相反
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10. （2025·福建三明期末）如圖，空間存在垂直于xOy平面向里的勻強磁場，第一象限與第二象限的磁感應強度分別為B、2B. 一質量為m、帶電荷量為＋q的粒子從原點O以速度v射入第一象限，入射方向與x軸正方向的夾角θ＝30°，不計粒子重力.
（1）在圖中畫出該帶電粒子一個周期內的運動軌跡；
答案：（1）見解析圖甲　
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甲
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（2）求粒子運動一個周期沿y軸移動的距離d；
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（3）求粒子連續兩次經過y軸上同一點的時間間隔Δt.
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乙
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