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课件网) 第5章 磁场与回旋加速器 5.5 探究洛伦兹力 第5章 磁场与回旋加速器 运动电荷 宏观表现 左手定则 相反 运动方向 磁场方向 速度和磁场 qvB × √ × 洛伦兹力 阴极射线 水银蒸气 直线 曲线 正比 无关 预习导学新知探究 梳理知识·夯实基础 要点探究·讲练互动 突破疑难·讲练提升 疑难突破·思维升华 以例说法·触类旁通(
课件网) C30° 、×Ⅹ ×Ⅺ火× ××r×0 ×××探究洛伦兹力 1.了解磁场对运动电荷有力的作用，知道什么是洛伦兹力. 2.会用左手定则判断洛伦兹力的方向，会用公式f＝qvB计算洛伦兹力的大小.(重点) 3.知道带电粒子在磁场中的运动轨迹，并会求其周期和半径.(重点、难点) 一、洛伦兹力 运动电荷在磁场中所受的磁场的作用力叫做洛伦兹力.通电导线所受到的安培力实际上是作用在运动电荷上的洛伦兹力的宏观表现Ｗ. 二、洛伦兹力的方向和大小 1.洛伦兹力的方向：用左手定则判定. (1)判定负电荷运动所受洛伦兹力的方向，应使四指指向负电荷运动的相反方向. (2)洛伦兹力的方向总是既垂直于电荷运动方向又垂直于磁场方向，即总是垂直于速度和磁场所决定的平面.但在这个平面内电荷运动方向和磁场方向却不一定垂直，当电荷运动方向与磁场方向不垂直时，应用左手定则不可能使四指指向电荷运动方向的同时让磁感线垂直穿入手心，这时只要磁感线从手心穿入即可. 2.洛伦兹力的大小：f＝qvBＷ.若带电粒子的运动方向与磁场方向之间的夹角为θ时，f＝qvBsin θ. (1)判断点电荷所受洛伦兹力的方向时，四指应指向负电荷运动的方向.( ) (2)洛伦兹力对运动电荷不做功.( ) (3)带电粒子在磁场中运动时一定受到洛伦兹力的作用.( ) 提示：(1)× (2)√ (3)× 三、研究带电粒子在磁场中的运动 1.实验装置：洛伦兹力演示仪，如图所示. 2.实验原理：玻璃泡内的电子枪(即阴极)发射出阴极射线，使泡内的低压水银蒸气发出辉光，这样就可显示出电子的轨迹. 3.实验现象 (1)当没有磁场作用时，电子的运动轨迹是直线Ｗ. (2)当电子垂直射入磁场时，电子的运动轨迹是曲线Ｗ. 四、带电粒子的轨道半径和周期 1.轨道半径：由qvB＝m知轨道半径r＝Ｗ. 2.运动周期：T＝＝Ｗ. 3.特点：带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时，它的轨道半径跟粒子的速率成正比，而运动周期跟轨道半径和运动速率无关Ｗ. 洛伦兹力和安培力的关系 ?学案导引 1.带电粒子在磁场中一定受洛伦兹力吗？ 2.如何通过安培力推导洛伦兹力？ 1.洛伦兹力大小的推导 如图所示，设有一段长度为L的通电导线，垂直放入磁感应强度为B的匀强磁场中，若通过导线的电流为I，则该导线所受的安培力为F安＝ILB． 若导线的横截面积为S，单位体积内含有的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q，定向移动速度为v，在时间t内通过截面的电荷量Q＝nSvtq. 由电流强度的定义知I＝＝＝nSvq. 这段导线内含有的自由电荷数为N＝nSL. 整段导线所受的安培力F安可看做是作用在每个运动电荷上的洛伦兹力F的合力，即F安＝Nf. 则每个自由电荷所受的洛伦兹力f的大小为f＝qvB． 2.洛伦兹力与安培力的区别和联系 (1)区别：①洛伦兹力是指单个运动带电粒子所受的磁场力，而安培力是指通电直导线所受到的磁场力. ②洛伦兹力恒不做功，而安培力可以做功. (2)联系：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一致，均可用左手定则进行判断. (1)洛伦兹力的方向始终与电荷的运动方向垂直，只改变速度的方向，不改变速度的大小. (2)虽然安培力是洛伦兹力的宏观表现 ... ...
