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课件网) 3 洛伦兹力 [学习目标] 1.知道什么是洛伦兹力。2.会利用左手定则判断洛伦兹力的方向。3.知道洛伦兹力大小的推理过程,会利用洛伦兹力公式进行相关计算。4.理解带电粒子沿着与磁场垂直的方向进入匀强磁场后做匀速圆周运动,会推导带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径公式和周期公式,并会用这些公式分析问题。 探究·必备知识 「探究新知」 知识点一 初识洛伦兹力 1.洛伦兹力: 在磁场中受到的磁场力,称为洛伦兹力。 2.洛伦兹力的应用 (1)电视显像管:利用特殊线圈产生的 控制电子偏转、扫描出画面。 (2)极光的产生:当宇宙射线射向地球时,地磁场对带电粒子的 力会使射线发生偏转,向地球两极聚集,并作用于大气层中的原子,从而发出奇异的光芒,这就是极光。 运动电荷 磁场 洛伦兹 1.左手定则:如图,伸出左手,四指并拢,使大拇指和其余四指 ,并且都跟手掌在同一平面内,让磁感线 穿过手心,四指指向 的运动方向(即电流方向),则大拇指所指方向就是 所受洛伦兹力的方向。 2.负电荷所受洛伦兹力方向的判断 若在磁场中运动的是带负电荷的粒子,应用左手定则时,四指应指向该粒子运动方向的 。 垂直 知识点二 洛伦兹力的方向 垂直 正电荷 正电荷 反方向 1.当电荷的运动方向与磁场方向垂直时,F洛= 。 2.当电荷运动的方向与磁场方向间的夹角为θ时,电荷受到的洛伦兹力大小为F洛= 。 3.当电荷的速度方向和磁场方向平行时,F洛= 。 知识点三 洛伦兹力的大小 qvB qvBsin θ 0 知识点四 带电粒子在匀强磁场中的运动 1.运动性质:带电粒子在磁感应强度为B的匀强磁场中以速度v垂直磁场方向 开始运动,在洛伦兹力的作用下,它将做 运动,有F洛=qvB= 。 匀速圆周 「新知检测」 1.思考判断 (1)运动电荷在某点不受洛伦兹力作用,该点的磁感应强度必为零。( ) (2)电荷运动的方向、磁感应强度的方向和电荷所受洛伦兹力的方向一定两两垂直。( ) (3)电子在磁场中仅受洛伦兹力作用而偏转,这是洛伦兹力对电子做功的结果。 ( ) (4)电荷与磁场没有相对运动,电荷就一定不受磁场的作用力。( ) × × × √ (5)安培力是导体中所有定向移动的自由电荷受到的洛伦兹力的宏观表现,而洛伦兹力是安培力的微观本质。( ) (6)带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径与带电粒子进入磁场时速度的大小有关。( ) (7)带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期与轨道半径成正比。 ( ) × √ √ 2.思维探究 (1)洛伦兹力方向与哪些因素有关 【答案】 (1)电荷的电性、速度方向、磁感应强度的方向。当某一因素相反时,洛伦兹力方向必定相反;如果同时让两个因素相反,则洛伦兹力方向将不变。 (2)带电粒子在电场中运动受到的电场力和在磁场中运动时受到的洛伦兹 力,与运动状态有无关系 【答案】 (2)带电粒子在电场中运动受到的电场力是由带电粒子的电荷量和电场强度决定的,与运动状态无关;而带电粒子在磁场中运动时受到的洛伦兹力,方向总是与运动方向垂直,大小由带电粒子的电荷量、运动速度和磁感应强度大小共同决定,故洛伦兹力的方向和大小与运动状态均有关。 (3)同一个带电粒子在不同的磁场中做匀速圆周运动的半径与哪些因素有关 【答案】 (3)与带电粒子的速度v和磁场的磁感应强度B有关。 突破·关键能力 要点一 对洛伦兹力的理解 「情境探究」 如图为电视机显像管的俯视图,可以看出,没有磁场时电子束打在荧光屏正中的O点。为使电子束偏转,由安装在管颈的偏转线圈产生偏转磁场。 (1)若要使电子束在水平方向偏离中心,打在荧光屏上的A点,偏转磁场应该沿什么方向 【答案】 (1)要使电子束打在A点,根据左手定则判断,偏转磁场的方向应该垂直于纸面向外。 (2)若要使电子束打在B点,磁场应该沿 ... ...
