探究洛伦兹力 沪科选修.pptxVIP

目标导航 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);;(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_______方向． (2)洛伦兹力的方向总是既垂直于电荷 __________又垂直于__________，即总是垂直 于_____________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??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＝______.若带电粒子 的运动方向与磁场方向之间的夹角为θ时， f＝qvBsinθ.;想一想 大家知道，在南极和北极地区有时会出现美 丽的极光，你知道极光 产生的原因吗？ 提示：太阳射出的飞往地球的带电粒子，受 到地磁场作用产生的．;三、研究带电粒子在磁场中的运动 1．实验装置：__________演示仪，如图5－ 5－2所示．;2．实验原理：玻璃泡内的电子枪(即阴极)发 射出__________，使泡内的低压___________ 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 ________． ②当电子垂直射入磁场时，电子的运动轨迹 是_______．;四、带电粒子的轨道半径和周期 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______, 而运动周期跟轨道半径和运动速率_______．;;1．洛伦兹力大小的推导 如图5－5－3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. ;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．;特别提醒：(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，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．; 如图5－5－4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．;【思路点拨】解答本题时应把握以下两点： (1)应用f＝qvBsinθ求f大小时，明确θ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】　见精讲精析 【规律总结】　(1)洛伦兹力方向的判断与安 培力一样，都是根据左手定则来判断的，但 应注意以下三点：;①洛伦兹力必垂直于v、B方向决定的平面． ②v与B不一定垂直，当不垂直时，磁感线不 再垂直穿过手心． ③当运动电荷带负电时，四指应指向其运动 的反方向． (2)利用f＝qvBsinθ计算f的大小时，必须明确 θ的意义及大小．;变式训练 1．关于电荷在磁场中的受力，下列说法中正 确的是(　　) A．静止的电荷一定不受洛伦兹力的作用，运 动电荷一定受洛伦兹力的作用 B．洛伦兹力的方向有可能与磁场方向平行 C．洛伦兹力的方向一定与带电粒子的运动方 向垂直;D．带电粒子运动方向与磁场方向平行时，一 定不受洛伦兹力的作用 解析：选CD.由f＝qvBsinθ.当B∥v时，f＝0； 当v＝0时，f＝0，故A错、D对．由左手定则 知，f一定垂直于B且垂直于v，故B错、C对． 故选CD.;要点2　带电粒子在洛伦兹力作用下运 动轨迹 学案导引 1．带电粒子仅在洛伦兹力作用下的运动轨迹是什么？ 2．带电粒子在有界磁场中的轨迹如何确定？;1．圆心的确定 带电粒子垂直进入一个有界匀强磁场后的轨 迹是一段圆弧，如何确定圆心是解决问题的 前提，也是解题的关键． 首先，应有一个最基本的思路：即圆心一定 在与速度方向垂直的直线上． 在实际问题中