高中物理课件第6章第2节磁场对运动电荷的作用.ppt

第6章,第2节,新知预习 巧设计,名师课堂 一点通,创新演练 大冲关,读教材填要点,要点一,要点二,随堂检测 归纳小结,课下作业 综合提升,试身手夯基础,1知道什么是洛伦兹力及其与安培力 的关系。 2知道洛伦兹力公式FqvB并会用公 式解答有关问题。 3会用左手定则判断洛伦兹力的方向。,读教材填要点 一、洛伦兹力与安培力的关系 1.定义 在磁场中所受的力。 2与安培力的关系 通电导线在磁场中所受的安培力是洛伦兹力的 ， 而洛伦兹力是安培力的微观本质。,运动电荷,宏观表现,二、洛伦兹力的方向和大小 1洛伦兹力的方向 (1)左手定则： 伸开左手，拇指与其余四指垂直，且处于同一平面内。让 垂直穿过手心，四指指向 ，那么拇指所指的方向就是正电荷所受 的方向。,磁感线,正电荷运动的方向,洛伦兹力,关键一点 在判断运动的负电荷所受洛伦兹力的方向时仍用左手定则判断，只是四指指向负电荷运动的反方向。 (2)特点：洛伦兹力的方向与电荷运动方向和磁场方向都 ，洛伦兹力只改变带电粒子的运动方向，不改变速度大小，对电荷不做功。,垂直,2洛伦兹力的大小 (1)一般公式：FqvBsin，其中为 方向与 方向的夹角。 (2)当 时，FqvB。 (3)当 时，F0。,速度,磁场,90,0(180),试身手夯基础 1下列说法正确的是 () A运动电荷在磁感应强度不为零的地方，一定受到洛 伦兹力的作用 B运动电荷在某处不受洛伦兹力的作用，则该处的磁 感应强度一定为零 C洛伦兹力既不能改变带电粒子的动能，也不能改变 带电粒子的速度 D洛伦兹力对带电粒子不做功,解析：运动电荷在磁场中所受的洛伦兹力FqvBsin，所以F的大小不但与q、v、B有关系，还与v的方向与B的夹角有关系，当0或180时，F0，此时B不一定等于零，所以A、B错误；又洛伦兹力与粒子的速度始终垂直，所以洛伦兹力对带电粒子不做功，粒子的动能也就不变，但粒子速度方向要变，所以C错，D对。 答案：D,2关于带电粒子所受洛伦兹力F、磁感应强度B和粒子速度 v三者方向之间的关系，下列说法正确的是 () AF、B、v三者必定相互垂直 BF必定垂直于B、v，但B不一定垂直于v CB必定垂直于F，但F不一定垂直于v Dv必定垂直于F、B，但F不一定垂直于B 解析：根据左手定则知，F一定垂直于B、v，但B与v不一定垂直。所以B项正确。 答案：B,3.阴极射线是从阴极射线管的阴极发出 的高速运动的粒子流，这些微观粒子 是电子。若在如图621所示的阴 极射线管中部加上垂直于纸面向里的磁场。阴极射线将_(填“向上”“向下”“向里”或“向外”)偏转。,图621,解析：阴极射线的实质是电子流，电子流形成的等效电流方向向左，当加上垂直纸面向里的磁场后，由左手定则判知电子受到的洛伦兹力的方向向下。 答案：向下,1对洛伦兹力的理解 (1)大小： 只有运动电荷受洛伦兹力，静止电荷不受洛伦兹力。 电荷垂直磁场运动时，洛伦兹力最大，平行磁场运动时不受洛伦兹力。,(2)方向： 洛伦兹力的方向总是与电荷运动方向和磁场方向垂直，即洛伦兹力的方向总是垂直于电荷运动方向和磁场方向所决定的平面，F、B、v三者的方向关系是：FB，Fv，但B与v不一定垂直。,洛伦兹力的方向随电荷运动方向的变化而变化。但无论怎么变化，洛伦兹力都与运动方向垂直，故洛伦兹力永不做功，它只改变电荷运动方向，不改变电荷速度大小。 用左手定则判定负电荷在磁场中运动所受的洛伦兹力时，应注意将四指指向负电荷运动的反方向。,2洛伦兹力与安培力的区别和联系 (1)区别： 洛伦兹力是指单个运动的带电粒子所受到的磁场力，而安培力是指通电直导线所受到的磁场力。 洛伦兹力恒不做功，而安培力可以做功。,(2)联系： 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。 大小关系：F安NF洛(N是导体中定向运动的电荷数)。 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。,名师点睛 虽然安培力是洛伦兹力的宏观表现，但也不能简单地认为安培力就等于所有定向移动的电荷所受洛伦兹力的和，只有当导体静止时，二者才相等。,1.如图622所示，匀强磁场的磁感应强度均为B，带电粒子的速率均为v、带电荷量均为q。试求出图中带电粒子所受洛伦兹力的大小，并说明洛伦兹力的方向。,图622,审题指导解决此题需把握以下两点： (1)应用FqvBsin求F大小时，明确的意义。 (2)应用左手定则判定F方向时明确电荷的电性。,答案见解析,(1)分析洛伦兹力要注意粒子运动方向、磁场方向以及两个方向的夹角，F洛平面Bv。 (2)对负电荷四指要指向其运动的反方向，即四指始终指向电流方向。,这两种力都是电荷在两种不同的场中所受的力，反映了磁场和电场都具有力的性质，但这两种力也有十分明显的区别。,名师点睛 电场力不受电荷运动状态的影响，而洛伦兹力正好相反，当电荷的速度变化时，洛伦兹力会发生变化。,2.如图623中虚线所围的区 域内，存在电场强度为E的匀强电场和磁 感应强度为B的匀强磁场。已知从左方水 平射入的电子，通过该区域时未发生偏转，设重力可忽略不计，则在该区域中的E和B的方向不可能是 (),图623,AE和B都沿水平方向，并与电子运动方向相同 BE和B都沿水平方向，并与电子运动方向相反 CE竖直向上，B垂直纸面向外 DE竖直向上，B垂直纸面向里 思路点拨电场力与电场线共线；若有洛伦兹力则垂直于磁场的方向。,解析E和B沿水平方向并与电子运动方向平行(相同或相反)，则洛伦兹力F0，只受电场力作用且电场力与电子速度方向共线，必不偏转，故A、B选项正确。若E竖直向上，B垂直纸面向外，则电场力竖直向下，电子所受的洛伦兹力竖直向上，当电场力和洛伦兹力相等时，合力为零，可以不偏转。故C选项正确，D选项一定错。 答案D,带电粒子在电场中一定受电场力，在磁场中却不一定受洛伦兹力。在电场、磁场中电荷的受力方向都与电荷的正负有关，一定要明确是正电荷受力，还是负电荷受力。,1(对应要点一)大量的带电荷量均为q的粒子，在匀 强磁场中运动，下面说法中正确的是 () 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，且速度反向但大小不变，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 的作用 D带电粒子受到的洛伦兹力越小，则该磁场的磁感应 强度越小,解析：带电粒子在磁场中运动时受到的洛伦兹力不仅与其速度的大小有关，还与其速度的方向有关，当速度方向与磁场方向在一条直线上时，不受磁场力作用，所以A、C、D错误；根据左手定则，不难判断B是正确的。 答案：B,2(对应要点二)如图624所示，一个 带正电荷的小球沿水平光滑绝缘的桌 面向右运动，飞离桌子边缘A，最后 落到地板上。设有磁场时，着地速度 大小为v1；若撤去磁场，换成竖直向下的电场，着地速度大小为v2，则下列结论正确的是() Av1v2Bv1v2 Cv1v2 D无法确定,图624,解析：重力做正功，电场力对电荷做正功，洛伦兹力不做功，故v1v2。 答案：C,（1）安培力是洛伦兹力的宏观表现，所以洛伦兹力的方向与安培力的方向一样可由左手定则判定。 （2）运用左手定则判断洛伦兹力的方向时，若是负电荷，四指应指向电荷运动的反方向。(即总是指向形成电流的方向) （3）洛伦兹力总是跟运动电荷的速度方向垂直，所以其作用只是改变速度方向，不改变速度大小。洛仑兹力对运动电荷永不做功。,点击下图进入课下作业 综合提升,