粤教版高中物理选修1-1洛伦兹力初探.ppt

洛伦兹力初探 一、磁场对运动电荷的作用 1．磁场对运动电荷的作用力是__________。 2．通电导线在磁场中会受到________的作用，实际上是运动电荷在磁场中所受的______________ 的________表现。 洛伦兹力 安培力 洛伦兹力 宏观 课前自主学习 二、洛伦兹力的方向——左手定则 1．可以用________定则来判断运动电荷在磁场中受到的洛伦兹力的方向。 2．左手定则的要领：判断洛伦兹力的方向时，要特别注意四指的指向与正电荷的运动方向________，与负电荷运动的方向________。洛伦兹力的方向既与________的方向垂直、又与__________的方向垂直，即与它们所决定的__________垂直。 左手 相同 相反 磁场 电荷运动 平面 3．特别注意：正电荷与负电荷在磁场中运动时所受洛伦兹力的方向判断方法上的差异。 三、磁偏转与显像管 1．磁偏转：借助于磁场改变______________方向或者发生偏转的方法。2．显像管：能够显示各种________的显示器。 电子束运动 画面 1．电荷在电场和磁场中受力特点的比较 电荷在电场中一定会受到静电力，受力方向由电场方向和电荷的正负决定，大小由电场强度和电荷量决定。 电荷在磁场中静止时不受洛伦兹力，运动时也不一定受洛伦兹力。必须是电荷在磁场中运动且运动方向与磁场方向不平行。洛伦兹力的大小不仅与磁场强弱、电荷量有关，还与运动速度的大小及方向有关。洛伦兹力的方向不仅与磁场方向、电荷正负有关，还与运动方向有关。 课堂互动探究 2．关于洛伦兹力的几个问题 (1)根据牛顿第二定律，洛伦兹力对电荷的运动将产生什么样的作用？ 根据牛顿第二定律，洛伦兹力使电荷沿力的方向产生与速度方向垂直的加速度，这个加速度将使电荷运动方向发生改变。 (2)洛伦兹力会不会使电荷速度大小发生改变？为什么？ 不会。因为洛伦兹力的方向总是与速度方向垂直，所以洛伦兹力对电荷不做功，电荷的动能不变，所以速度大小不变。 (3)电荷在以后的运动过程中所受的洛伦兹力有什么特点？在这样的力的作用下电荷会做什么样的运动？ 电荷在运动过程中洛伦兹力的大小恒定、方向时刻与电荷运动方向垂直，这个力与物体做匀速圆周运动的向心力所起的效果完全相同，因此带电粒子将在垂直磁场方向的某平面内做匀速圆周运动，如图所示。 【例1】 试判断如图所示的各带电粒子所受洛伦兹力的方向或带电粒子的带电性：A________、B________、C________、D________。 左手定则的应用 解析　由左手定则判定：A图带电粒子受力的方向向上；B图带电粒子受力方向垂直纸面向外；C图带电粒子带负电，D图带电粒子受力方向垂直纸面向里。 答案　向上　垂直纸面向外　带负电　垂直纸面向里 在进行洛伦兹力的方向判断时，特别注意洛伦兹力既垂直B又垂直v的特点，也就是始终垂直于由B与v相交决定的平面。当v⊥B时，F、B、v两两垂直。当v∥B时，找不到v与B决定的平面，而此时F＝0。 【例2】 带电荷量为＋q的粒子，在匀强磁场中运动，下面的说法中正确的是(　　) A．只要速度大小相同，所受洛伦兹力就相同 B．如果把＋q改为－q，速度反向且大小不变，则洛伦兹力的大小、方向均不变 C．只要带电粒子在磁场中运动，它一定受到洛伦兹力作用 D．带电粒子受到洛伦兹力越小，则该磁场的磁感应强度越小 对洛伦兹力的理解 解析　影响洛伦兹力大小的因素有电荷量、速度大小、磁感应强度的大小及速度与磁感应强度的方向关系，A错；B中由左手定则可知，洛伦兹力方向不变，由F＝qvB知大小也不变，B正确；当磁场方向与运动方向平行时，F＝0，C错；磁感应强度由磁场本身的性质决定，与洛伦兹力的大小无关，D错。 答案　B 【例3】 (双选)两个粒子带电荷量相等，在同一匀强磁场中只受安培力而做匀速圆周运动，则(　　) A．若速率相等，则半径必相等 B．若质量相等，则周期必相等 C．若速度大小和质量的乘积大小相等，则半径必相等 D．若动能相等，则周期必相等 带电粒子在磁场中做圆周运动问题 解析　如图所示为带电粒子运动的示意图。 (1)半径 带电粒子在磁场中受到的洛伦兹力F＝qvB提供粒子做匀速圆周运动的向心力。 ，所以 当粒子电荷量相同， 进入同一磁场做匀速圆周运动时，r∝mv，A错C对 答案　BC (2)周期 由 和 得 带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期跟粒子的质量、电荷量和磁感应强度三者有关，与动能无关，B对D错。 带电粒子垂直进入匀强磁场并只受洛伦兹力时，将会做匀速圆周运动，这是因为洛伦兹力总与速度垂直，只改变速度方向，不改变速度大小。 谢 谢