第一章　第三节　洛伦兹力（课件+学案）

第三节　洛伦兹力 [学习目标]　1．通过实验，认识洛伦兹力，会判断洛伦兹力的方向．2．经历由安培力公式推导出洛伦兹力公式的过程，进一步体会矢量分析的方法．3．认识电子束的磁偏转，体会物理知识与科学技术的关系． 知识点一　洛伦兹力的方向 1．洛伦兹力 荷兰物理学家洛伦兹于1895年发表了磁场对运动电荷的作用力公式，人们称这种力为洛伦兹力． 2．洛伦兹力的方向判定———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，让磁感线垂直穿入手心，并使四指指向正电荷的运动方向，这时拇指所指的方向就是正电荷在该磁场中所受洛伦兹力的方向． 知识点二　洛伦兹力的大小 1．当v与B成θ角时：F＝qvB_sin_θ． 2．当v⊥B时：F＝qvB． 3．当v∥B时：F＝0． 1．思考判断(正确的画“√”，错误的画“×”) (1)电荷在磁场中一定受洛伦兹力． (×) (2)洛伦兹力一定与电荷运动方向垂直． (√) (3)电荷运动速度越大，它的洛伦兹力一定越大． (×) (4)带电粒子在磁场中做圆周运动时，速度越大，半径越大． (√) (5)带电粒子在磁场中做圆周运动时，速度越大，周期越大． (×) 2．如图所示，关于对带电粒子在匀强磁场中运动的方向描述正确的是(　　) A　　　　　B　　　 　C　 D B　[由左手定则判断知，B正确．] 3．两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∶1　　C．1∶2　　D．1∶4 C　[带电粒子的速度方向与磁感线方向垂直时，洛伦兹力F＝qvB，与电量成正比，与质量无关，C正确．] (1)如图乙所示是把阴极射线管放入磁场中的情形，电子束偏转方向是怎样的？如果把通有与电子运动方向相同的电流的导线放入该位置，则所受安培力的方向怎样？ (2)将磁铁的N极、S极交换位置，电子束有什么变化，说明了什么？ 提示：(1)电子束向下偏转；通电导线受力向上． (2)两极交换位置，电子束偏转的方向与原来相反，表明电子束受力方向与磁场方向有关． 考点1　对洛伦兹力的理解 1．洛伦兹力方向的特点 (1) (2)洛伦兹力的方向既与磁场方向垂直，又与电荷的运动方向垂直，即洛伦兹力垂直于v和B两者所决定的平面． (3) 2．洛伦兹力与安培力的区别和联系 区别 联系 (1)洛伦兹力是指单个运动电荷所受到的磁场力，而安培力是指电流(即大量定向移动的电荷)所受到的磁场力 (2)洛伦兹力永不做功，而安培力可以做功 (1)安培力是洛伦兹力的宏观表现，洛伦兹力是安培力的微观解释 (2)大小关系：F安＝NF洛(N是导体中定向运动的电荷数) (3)方向关系：洛伦兹力与安培力的方向特点一致，均可用左手定则进行判断 3．洛伦兹力与电场力的比较 项目 洛伦兹力 电场力 性质 磁场对在其中运动的电荷的作用力 电场对放入其中的电荷的作用力 产生条件 v≠0且v不与B平行 电场中无论电荷处于何种状态F≠0 大小 F＝qvB(v⊥B) F＝qE 方向 满足左手定则，F⊥B、F⊥v 正电荷受力方向与电场方向相同，负电荷受力方向与电场方向相反 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 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 【典例1】　[链接教材P16例题]如图所示，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，所带电量均为q，试求出各图中带电粒子所受洛伦兹力的大小，并标出洛伦兹力的方向． [思路点拨]　 [解析]　甲：因为v与B垂直，所以F＝qvB，方向与v垂直斜向左上方，如图所示． 乙：v与B的夹角为30°，v取与B垂直的分量，则F＝qvB sin 30°＝qvB，方向垂直纸面向里，图略． 丙：由于v与B平行，所以带电粒子不受洛伦兹力，图略． 丁：因为 ... ...