《湖南省隆回縣萬(wàn)和實(shí)驗(yàn)學(xué)校高中物理 3.5 運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的力課件 新人教版選修31》由會(huì)員分享，可在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)《湖南省隆回縣萬(wàn)和實(shí)驗(yàn)學(xué)校高中物理 3.5 運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的力課件 新人教版選修31（72頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、5.運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的力【自主學(xué)習(xí)】 陰 極 射 線(xiàn) 管 發(fā) 出 的電子束，如上圖甲中的徑跡是 把電子射線(xiàn)管放在蹄形磁鐵的磁場(chǎng)中，如圖乙中電子束的徑跡 ，若調(diào)換磁鐵南北極的位置，則電子束的徑跡會(huì) 2洛倫茲力 (1)定義： 在磁場(chǎng)中所受的力 (2)與安培力的關(guān)系：通電導(dǎo)線(xiàn)在磁場(chǎng)中所受的安培力是洛倫茲力的 ，而洛倫茲力是安培力的微觀本質(zhì)一條直線(xiàn)一條直線(xiàn)發(fā)生彎曲發(fā)生彎曲向相反的方向彎曲向相反的方向彎曲運(yùn)動(dòng)電荷運(yùn)動(dòng)電荷宏觀表現(xiàn)宏觀表現(xiàn) 3洛倫茲力的方向 (1)左手定則： 伸開(kāi)左手，使拇指與其余四個(gè)手指垂直，并且都與手掌在同一平面內(nèi)讓 從掌心進(jìn)入，并使四指指向 ，這時(shí)拇指所指的方向就是運(yùn)動(dòng)的正電荷在

2、磁場(chǎng)中所受 的方向 (2)特點(diǎn)：洛倫茲力的方向與電荷運(yùn)動(dòng)方向和磁場(chǎng)方向都 ，洛倫茲力只改變帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向，不改變速度大小，對(duì)電荷不做功磁感線(xiàn)磁感線(xiàn)正電荷運(yùn)動(dòng)方向正電荷運(yùn)動(dòng)方向洛倫茲力洛倫茲力垂直垂直 4洛倫茲力的大小 (1)當(dāng) 時(shí)，F(xiàn)qvB. (2)當(dāng) 時(shí)，F(xiàn)0. 二、電視顯像管的工作原理 1電視顯像管應(yīng)用了電子束 的原理 2電子束打在熒光屏上的位置在偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的控制下一行一行的不斷移動(dòng)，這在電視技術(shù)中叫做 . vBvB磁偏轉(zhuǎn)磁偏轉(zhuǎn)掃描掃描【基礎(chǔ)導(dǎo)學(xué)】背景：安培力背景：安培力磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體有力的作用（即安培力）磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體有力的作用（即安培力）從作洛侖茲力的多個(gè)電荷的圖,然后一合,成為安培

3、力,引進(jìn)二者的比較I IF F背景背景:電流的形成電流的形成導(dǎo)體中的電流是由電荷的定向移動(dòng)形成的，就象水導(dǎo)體中的電流是由電荷的定向移動(dòng)形成的，就象水流是由水分子定向移動(dòng)形成一樣流是由水分子定向移動(dòng)形成一樣從作洛侖茲力的多個(gè)電荷的圖,然后一合,成為安培力,引進(jìn)二者的比較iiiiiiiiiiiiiiI=NiI=NiI=NiI=Ni猜想猜想導(dǎo)體中的電流是由電荷導(dǎo)體中的電流是由電荷的定向移動(dòng)形成的的定向移動(dòng)形成的從作洛侖茲力的多個(gè)電荷的圖,然后一合,成為安培力,引進(jìn)二者的比較iiiI=NiI=Ni磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體有力的作用有力的作用I IF FiiiI=NiI=NifffF=NfF=Nf磁

4、場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體的力磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體的力實(shí)際上是作用在運(yùn)動(dòng)實(shí)際上是作用在運(yùn)動(dòng)電荷上的電荷上的,安培力是這安培力是這些力的些力的宏觀表現(xiàn)宏觀表現(xiàn)演示實(shí)驗(yàn)： 讓事實(shí)說(shuō)話(huà)讓事實(shí)說(shuō)話(huà)電子射線(xiàn)管的原理：電子射線(xiàn)管的原理： 從陰極發(fā)射出來(lái)電子，在陰陽(yáng)兩極間的從陰極發(fā)射出來(lái)電子，在陰陽(yáng)兩極間的高壓作用下，使電子加速，形成電子束，轟高壓作用下，使電子加速，形成電子束，轟擊到長(zhǎng)條形的熒光屏上激發(fā)出熒光，可以顯擊到長(zhǎng)條形的熒光屏上激發(fā)出熒光，可以顯示電子束的運(yùn)動(dòng)軌跡。示電子束的運(yùn)動(dòng)軌跡。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象： 在沒(méi)有外磁場(chǎng)時(shí)，電子束沿直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，在沒(méi)有外磁場(chǎng)時(shí)，電子束沿直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，將蹄形磁鐵靠近陰極射線(xiàn)管，發(fā)現(xiàn)電子束運(yùn)將蹄形

5、磁鐵靠近陰極射線(xiàn)管，發(fā)現(xiàn)電子束運(yùn)動(dòng)軌跡發(fā)生了彎曲。動(dòng)軌跡發(fā)生了彎曲。結(jié)論：磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有作用。結(jié)論：磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有作用。 讓事實(shí)說(shuō)話(huà)讓事實(shí)說(shuō)話(huà)運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的作用力叫做運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的作用力叫做洛倫茲力洛倫茲力安培力是洛倫茲力的安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)。宏觀表現(xiàn)。洛倫茲力是安培力的洛倫茲力是安培力的微觀本質(zhì)。微觀本質(zhì)。磁場(chǎng)對(duì)電流有安培力的作用磁場(chǎng)對(duì)電流有安培力的作用,而電流是由電而電流是由電荷定向運(yùn)動(dòng)形成的荷定向運(yùn)動(dòng)形成的,且磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有洛倫茲且磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有洛倫茲力的作用力的作用.所以磁場(chǎng)對(duì)電流的安培力就是磁場(chǎng)對(duì)所以磁場(chǎng)對(duì)電流的安培力就是磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的洛倫茲力的宏觀

6、表現(xiàn)。運(yùn)動(dòng)電荷的洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)。一、洛倫茲力一、洛倫茲力為什么磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線(xiàn)有作用力？為什么磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線(xiàn)有作用力？如果是如果是負(fù)電荷負(fù)電荷,我們應(yīng)如何判定洛倫茲力我們應(yīng)如何判定洛倫茲力的方向的方向?二、洛倫茲力的方向二、洛倫茲力的方向左手定則：左手定則：伸開(kāi)左手伸開(kāi)左手, ,使大拇指和其余四指垂使大拇指和其余四指垂直且處于同一平面內(nèi)直且處于同一平面內(nèi), ,把手放入磁場(chǎng)中把手放入磁場(chǎng)中, ,讓磁感讓磁感線(xiàn)垂直穿過(guò)手心線(xiàn)垂直穿過(guò)手心, ,若四指指向正電荷運(yùn)動(dòng)的方若四指指向正電荷運(yùn)動(dòng)的方向向, ,那么拇指所指的方向就使正電荷所受洛倫那么拇指所指的方向就使正電荷所受洛倫茲力的方向茲力的方向 FF

7、vqv-qvFvFBvBB垂直于紙面向外垂直于紙面向外垂直于紙面向外垂直于紙面向外Bv1 1、以相同速度進(jìn)入同一磁場(chǎng)的、以相同速度進(jìn)入同一磁場(chǎng)的正、負(fù)正、負(fù)電荷電荷 受到的洛倫茲力方向受到的洛倫茲力方向相反相反2 2、洛倫茲力的方向洛倫茲力的方向垂直垂直于于v v和和B B組成的平面組成的平面B B F洛v v甲乙丙丁訓(xùn)練加固：訓(xùn)練加固：試判斷下圖中的帶電粒子剛進(jìn)入磁試判斷下圖中的帶電粒子剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)所受的洛倫茲力的方向場(chǎng)時(shí)所受的洛倫茲力的方向 2洛倫茲力能對(duì)電荷做功嗎？提示：洛倫茲力永不做功洛倫茲力的大小FqvBsin ，與運(yùn)動(dòng)電荷的速度大小有關(guān)，但它的方向始終與速度方向垂直，只能改變速度的

8、方向，不能改變速度的大小，即洛倫茲力永遠(yuǎn)不會(huì)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷做功【合作探究【合作探究】【思考【思考】: :洛倫茲力大小可能會(huì)與哪些因素有關(guān)洛倫茲力大小可能會(huì)與哪些因素有關(guān)? ?當(dāng)電荷運(yùn)動(dòng)方向跟磁場(chǎng)方向垂直時(shí)洛倫茲力當(dāng)電荷運(yùn)動(dòng)方向跟磁場(chǎng)方向垂直時(shí)洛倫茲力的大小跟三個(gè)因素相關(guān)：的大小跟三個(gè)因素相關(guān)：1.1.磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度B B2.2.電荷量電荷量q q3.3.電荷運(yùn)動(dòng)快慢電荷運(yùn)動(dòng)快慢v v三、洛倫茲力大小三、洛倫茲力大小IFvvvv（1 1）通電導(dǎo)線(xiàn)中的電流）通電導(dǎo)線(xiàn)中的電流（2 2）通電導(dǎo)線(xiàn)所受的安培力）通電導(dǎo)線(xiàn)所受的安培力（3 3）這段導(dǎo)線(xiàn)內(nèi)的自由電荷數(shù)）這段導(dǎo)線(xiàn)內(nèi)的自由電荷數(shù)（4 4）每個(gè)電

9、荷所受的洛倫茲力）每個(gè)電荷所受的洛倫茲力qvBnSLLnqvSBNFF)(安洛nSLN nqvSI LnqvSBBILF)(安設(shè)有一段長(zhǎng)為設(shè)有一段長(zhǎng)為L(zhǎng) L，橫截面積為，橫截面積為S S的直導(dǎo)線(xiàn)，單位體的直導(dǎo)線(xiàn)，單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n n，每個(gè)自由電荷的電荷量為，每個(gè)自由電荷的電荷量為q q，自由電荷定向移動(dòng)的速率為自由電荷定向移動(dòng)的速率為v v。這段通電導(dǎo)線(xiàn)垂直磁。這段通電導(dǎo)線(xiàn)垂直磁場(chǎng)方向放入磁感應(yīng)強(qiáng)度為場(chǎng)方向放入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，求的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，求 3、洛倫茲力大小的推導(dǎo)、洛倫茲力大小的推導(dǎo)【合作探究【合作探究】qvBF洛電荷量為電荷量為q q的粒子以速

10、度的粒子以速度v v運(yùn)動(dòng)時(shí)運(yùn)動(dòng)時(shí), ,如果速如果速度方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向度方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直垂直, ,那么粒子所受那么粒子所受的洛倫茲力為的洛倫茲力為(v(v垂直垂直B B）問(wèn)題問(wèn)題: :若帶電粒子不垂直射入磁場(chǎng)若帶電粒子不垂直射入磁場(chǎng), ,電子電子受到的洛倫茲力又如何呢受到的洛倫茲力又如何呢? ?B BsinqvBF洛B BF洛v vB BB B為為B B和和v v之間的夾角之間的夾角 V VB BB B三、洛倫茲力大小三、洛倫茲力大小sinqvBF 洛(vB(vB）(vB(vB）特例特例: :qvBF洛0洛F當(dāng)運(yùn)動(dòng)電荷的速度當(dāng)運(yùn)動(dòng)電荷的速度v v方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度B B

11、方方向的夾角為向的夾角為，電荷所受的洛倫茲力大小為，電荷所受的洛倫茲力大小為 上式中各量的單位：F F洛洛為為N N，q q為為C C，v v為為m/sm/s，B B為為T(mén) T三、洛倫茲力大小三、洛倫茲力大小主要構(gòu)造主要構(gòu)造: :電子槍?zhuān)帢O）、偏轉(zhuǎn)線(xiàn)圈、電子槍?zhuān)帢O）、偏轉(zhuǎn)線(xiàn)圈、熒光屏等熒光屏等四、電視顯像管的工作原理四、電視顯像管的工作原理 1.若要使電子束在水平方向偏離中心,打在熒光屏上的A點(diǎn),偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)該沿什么方向?2.2.若要使電子束打在點(diǎn)若要使電子束打在點(diǎn), ,磁場(chǎng)應(yīng)該沿什么方向磁場(chǎng)應(yīng)該沿什么方向? ?3.3.若要使電子束打在熒光屏上的位置由若要使電子束打在熒光屏上的位置由B B逐

12、漸向逐漸向A A點(diǎn)移動(dòng)點(diǎn)移動(dòng), ,偏轉(zhuǎn)磁偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)該怎樣變化場(chǎng)應(yīng)該怎樣變化? ?原理：原理：應(yīng)用電子束磁偏轉(zhuǎn)的道理應(yīng)用電子束磁偏轉(zhuǎn)的道理四、電視顯像管的工作原理四、電視顯像管的工作原理 5電視機(jī)顯像管中應(yīng)用了哪些物理原理？【精講點(diǎn)撥】1對(duì)洛倫茲力的進(jìn)一步理解(1)洛倫茲力的方向決定洛倫茲力方向的因素有三個(gè)：電荷的電性(正、負(fù))、速度方向、磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向在研究電荷的運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向垂直的情況時(shí)，由左手定則可知，F(xiàn)洛B，F(xiàn)洛v即F洛垂直于B和v兩者決定的平面 【特別提醒】(1)公式FqvB中的v是帶電粒子相對(duì)于磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)速度 (2)判斷負(fù)電荷在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)所受洛倫茲力的方向，四個(gè)手指要伸向負(fù)電荷

13、運(yùn)動(dòng)的相反方向 (3)電荷運(yùn)動(dòng)的方向v和磁場(chǎng)的方向B不一定垂直，但洛倫茲力一定垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度B和速度v的方向 (2)洛倫茲力與安培力的關(guān)系 洛倫茲力是單個(gè)運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的力，而安培力是導(dǎo)體中所有定向移動(dòng)的自由電荷受到的洛倫茲力的宏觀表現(xiàn) 盡管安培力是自由電荷定向移動(dòng)時(shí)受到的洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，但也不能認(rèn)為安培力就簡(jiǎn)單地等于所有定向移動(dòng)電荷所受洛倫茲力的和，一般只有當(dāng)導(dǎo)體靜止時(shí)才能這樣認(rèn)為 洛倫茲力恒不做功，但安培力卻可以做功 可見(jiàn)安培力與洛倫茲力既有緊密相關(guān)、不可分割的必然聯(lián)系，也有顯著的區(qū)別 (3)由安培力公式推導(dǎo)洛倫茲力公式 設(shè)導(dǎo)體內(nèi)單位體積上自由電荷數(shù)為n，自由電荷的電荷量為q，

14、定向移動(dòng)的速度為v，設(shè)長(zhǎng)度為L(zhǎng)的導(dǎo)線(xiàn)中的自由電荷在t秒內(nèi)全部通過(guò)面積為S的截面A，如下圖所示，設(shè)通過(guò)的電荷量為Q，有QnqSLngSvt，導(dǎo)線(xiàn)與磁場(chǎng)垂直 關(guān)于安培力和洛倫茲力，下面的說(shuō)法正確的是() A安培力和洛倫茲力是性質(zhì)不同的兩種力 B安培力和洛倫茲力，其本質(zhì)都是磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力 C這兩種力都是效果力，其實(shí)并不存在，原因是不遵守牛頓第三定律 D安培力對(duì)通電導(dǎo)體能做功，洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷不能做功 解析：電流是電荷的定向移動(dòng)，安培力是磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)體內(nèi)定向移動(dòng)電荷所施加的洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，洛倫茲力始終與電荷運(yùn)動(dòng)方向垂直，所以不能對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷做功；而安培力作用在導(dǎo)體上，可以讓導(dǎo)體產(chǎn)生位移，因此能

15、對(duì)導(dǎo)體做功這兩種力是同一性質(zhì)的力，同樣遵守牛頓第三定律，反作用力作用在形成磁場(chǎng)的物體上，選項(xiàng)B、D正確 答案：BD 2洛倫茲力與電場(chǎng)力的比較洛倫茲力電場(chǎng)力性質(zhì)洛倫茲力是磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力電場(chǎng)力是電場(chǎng)對(duì)電荷的作用力產(chǎn)生條件磁場(chǎng)中靜止電荷、沿磁場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)的電荷不受洛倫茲力電場(chǎng)中的電荷無(wú)論靜止、還是沿任何方向運(yùn)動(dòng)都要受到電場(chǎng)力方向(1)方向由電荷的正負(fù)、磁場(chǎng)的方向以及電荷的運(yùn)動(dòng)方向決定，方向之間的關(guān)系遵循左手定則(2)洛倫茲力方向一定垂直于磁場(chǎng)方向以及電荷運(yùn)動(dòng)方向(電荷運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向不一定垂直)(1)方向由電荷的正負(fù)、電場(chǎng)的方向決定(2)正電荷受力方向與電場(chǎng)方向一致，負(fù)電荷受力方向與電場(chǎng)方向

16、相反洛倫茲力電場(chǎng)力大小FqvB(vB)FqE作用效果洛倫茲力只改變電荷運(yùn)動(dòng)速度的方向，不能改變速度的大小電場(chǎng)力既可以改變電荷運(yùn)動(dòng)的速度方向又可以改變電荷運(yùn)動(dòng)速度的大小做功情況洛倫茲力一定不做功電場(chǎng)力可以不做功，也可以做功 (2011張家界高二檢測(cè))關(guān)于電場(chǎng)力與洛倫茲力，以下說(shuō)法正確的是() A電荷只要處在電場(chǎng)中，就會(huì)受到電場(chǎng)力，而電荷靜止在磁場(chǎng)中，也可能受到洛倫茲力 B電場(chǎng)力對(duì)在電場(chǎng)中的電荷一定會(huì)做功，而洛倫茲力對(duì)在磁場(chǎng)中的電荷卻不會(huì)做功 C電場(chǎng)力與洛倫茲力一樣，受力方向都在電場(chǎng)線(xiàn)和磁感線(xiàn)上 D只有運(yùn)動(dòng)的電荷在磁場(chǎng)中才會(huì)受到洛倫茲力的作用 解析：靜止在磁場(chǎng)中的電荷不可能受到洛倫茲力，A錯(cuò)；盡管

17、電場(chǎng)力對(duì)電荷可以做功，但如果電荷在電場(chǎng)中不動(dòng)或沿等勢(shì)面移動(dòng)，電場(chǎng)力做功為零，B錯(cuò)；洛倫茲力的方向與磁感線(xiàn)垂直，與運(yùn)動(dòng)方向垂直，C錯(cuò)只有D是正確的 答案：D 3洛倫茲力在現(xiàn)代科技中的應(yīng)用 特點(diǎn) a速度選擇器只選擇速度(大小、方向)而不選擇粒子的質(zhì)量和電荷量如上圖中若從右側(cè)入射則不能穿出場(chǎng)區(qū) b速度選擇器B、E、v三個(gè)物理量的大小、方向互相約束，以保證粒子受到的電場(chǎng)力和洛倫茲力等大、反向如圖中只改變磁場(chǎng)B的方向，粒子將向下偏轉(zhuǎn) (2)磁流體發(fā)電機(jī) 目前世界上正在研究的一種新型發(fā)電機(jī)叫磁流體發(fā)電機(jī)，它可以把氣體的內(nèi)能直接轉(zhuǎn)化為電能，如右圖表示出了它的發(fā)電原理：將一束等離子體(即高溫下電離的氣體，含有

18、大量帶正電和帶負(fù)電的微粒而從整體上來(lái)說(shuō)是呈電中性)噴射入磁場(chǎng)，磁場(chǎng)中有兩塊金屬板A、B，則高速射入的離子在洛倫茲力的作用下向A、B兩板聚集，使兩板間產(chǎn)生電勢(shì)差，若平行金屬板間距為d，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，等離子體流速為v，氣體從一側(cè)面垂直磁場(chǎng)射入板間，不計(jì)氣體電阻，外電路電阻為R，則兩板間最大電壓和可能達(dá)到的最大電流為多少？ 在兩平行金屬板間，有如下圖所示的互相正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)粒子以速度v0從兩板的正中央垂直于電場(chǎng)方向和磁場(chǎng)方向射入時(shí)，恰好能沿直線(xiàn)勻速通過(guò)(粒子、質(zhì)子、電子均不計(jì)重力) (1)若質(zhì)子以速度v0從兩板的正中央垂直于電場(chǎng)方向和磁場(chǎng)方向射入時(shí)，質(zhì)子將做什么運(yùn)動(dòng)？ (2)若

19、電子以速度v0從兩板的正中央垂直于電場(chǎng)方向和磁場(chǎng)方向射入時(shí)，電子將做什么運(yùn)動(dòng)？ 【思路點(diǎn)撥】粒子帶正電，在復(fù)合場(chǎng)中同時(shí)受到靜電力和洛倫茲力，且方向相反粒子恰好能沿直線(xiàn)勻速運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明受到的合力一定為零，即F電F洛 答案：(1)勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)(2)勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng) 教材資料分析 思考與討論 導(dǎo)線(xiàn)中帶電粒子的定向運(yùn)動(dòng)形成了電流推導(dǎo)時(shí)仍然可以認(rèn)為做定向移動(dòng)的電荷為正電荷，所得結(jié)果具有普遍性 點(diǎn)撥：如圖所示，設(shè)有一段長(zhǎng)度為L(zhǎng)的通電導(dǎo)線(xiàn)，橫截面積為S，單位體積中含有的電荷數(shù)為n，每個(gè)自由電荷的電荷量為q，它向右移動(dòng)的平均速率為v，用安培力的表達(dá)式FIBLsin 可以導(dǎo)出洛倫茲力的表達(dá)式 式中力、磁感應(yīng)強(qiáng)度、電荷

20、量、速度的單位分別為牛頓(N)、特斯拉(T)、庫(kù)侖(C)、米每秒(m/s) 思考與討論 根據(jù)洛倫茲力的速度有什么影響？洛倫茲力對(duì)帶電粒子做的功是多少？ 點(diǎn)撥：F洛v，F(xiàn)洛僅改變粒子速度方向，不改變速度大小因F洛v，F(xiàn)洛對(duì)帶電粒子永不做功 思考與討論 從圖偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)該怎樣變化？ 點(diǎn)撥：(1)要使電子束打在A點(diǎn)，由左手定則可判斷出偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向應(yīng)豎直向上，判斷時(shí)注意電子運(yùn)動(dòng)方向與電流方向相反，四指應(yīng)指向電子運(yùn)動(dòng)方向的反方向另外，教材圖是俯視圖，A點(diǎn)相當(dāng)干顯像管的里面一側(cè)，并不是上面一點(diǎn) (2)磁場(chǎng)方向應(yīng)豎直向下 (3)磁場(chǎng)應(yīng)由向上逐漸減小到零，再由零變?yōu)橄蛳虏⒅饾u增大. 【典例剖析】 以下說(shuō)法中，正

21、確的是() A電荷處于磁場(chǎng)中一定受到洛倫茲力 B運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中一定受到洛倫茲力 C洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷一定不做功 D洛倫茲力可改變運(yùn)動(dòng)電荷的速度 解析：當(dāng)v等于0或v平行B時(shí)，洛倫茲力為零，A、B均錯(cuò)；洛倫茲力總與運(yùn)動(dòng)方向垂直，對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷不做功，不改變速度的大小，只改變速度的方向，C、D均正確 答案：CD 【跟蹤發(fā)散】11：一初速度為零的質(zhì)子(質(zhì)量m1.671027 kg，電荷量q1.61019 C)，經(jīng)過(guò)電壓為1 880 V的電場(chǎng)加速后，垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為5.0104 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，質(zhì)子所受洛倫茲力多大？ 答案：4.81017 N 如圖所示，擺球帶負(fù)電的單擺，在一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中擺動(dòng)，勻強(qiáng)磁場(chǎng)

22、的方向垂直紙面向里，擺球在A、B間擺動(dòng)過(guò)程中，由A擺到最低點(diǎn)C時(shí)，擺線(xiàn)拉力大小為F1，擺球加速度大小為a1；由B擺到最低點(diǎn)C時(shí)，擺線(xiàn)拉力的大小為F2，擺球加速度大小為a2，則() AF1F2，a1a2 BF1F2，a1a2 CF1F2，a1a2 DF1F2，a1a2 【反思總結(jié)】帶電體在洛倫茲力和其他力共同作用下的運(yùn)動(dòng)，通常按分析處理力學(xué)問(wèn)題的常規(guī)思路進(jìn)行分析，先分析物體的受力情況，再根據(jù)牛頓第二定律或從能量的觀點(diǎn)列方程討論計(jì)算 【跟蹤發(fā)散】21：質(zhì)量為0.1 g的小物塊，帶有5104C的電荷量，放在傾角為30的絕緣光滑斜面上，整個(gè)斜面置于0.5 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向如圖所示，物塊由靜止開(kāi)

23、始下滑，滑到某一位置時(shí)，物塊開(kāi)始離開(kāi)斜面 (設(shè)斜面足夠長(zhǎng)，g10 m/s2)問(wèn)： (1)物塊帶電性質(zhì)？ (2)物塊離開(kāi)斜面時(shí)的速度為多少？ (3)物塊在斜面上滑行的最大距離是多少？ 答案：(1)負(fù)(2)3.46 m/s(3)1.2 m 如右圖所示，質(zhì)量為m的帶正電的小球能沿豎直的絕緣墻豎直下滑，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向水平，并與小球運(yùn)動(dòng)方向垂直若小球電荷量為q，球與墻間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，則小球下滑的最大速度為_(kāi)，最大加速度為_(kāi) 【思路點(diǎn)撥】對(duì)帶電小球受力分析，分方向研究各力的關(guān)系，水平方向上的力與豎直方向上的力因速度的變化會(huì)相互牽連，最后應(yīng)用牛頓定律、力與加速度的瞬時(shí)關(guān)系解決問(wèn)題 解析：小球

24、沿墻豎直下滑，由左手定則可知小球受洛倫茲力方向向左對(duì)小球進(jìn)行受力分析，小球受重力mg、洛倫茲力qvB、墻面給小球的支持力FN和摩擦力Ff，如圖所示 在這些力的作用下，小球?qū)?huì)做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動(dòng)，直到加速度a0，小球就會(huì)持續(xù)勻速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)直到有其他外力來(lái)迫使它改變根據(jù)各對(duì)應(yīng)規(guī)律列出方程： FqvB FfFN FNF0 mgFfma 整理得：mgqvBma 【跟蹤發(fā)散】31：一個(gè)帶正電的微粒(重力不計(jì))穿過(guò)如右圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域時(shí)，恰能沿直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，則欲使電荷向下偏轉(zhuǎn)時(shí)應(yīng)采用的辦法是() A增大電荷質(zhì)量 B增大電荷電荷量 C減小入射速度 D增大磁感應(yīng)強(qiáng)度 解析：粒子在穿過(guò)這個(gè)區(qū)域時(shí)

25、所受的力為：豎直向下的電場(chǎng)力Eq和豎直向上的洛倫茲力qvB，且此時(shí)EqqvB.若要使電荷向下偏轉(zhuǎn)，需使EqqvB，則減小速度v、減小磁感應(yīng)強(qiáng)度B或增大電場(chǎng)強(qiáng)度E均可 答案：C 【隨堂演練】 1一個(gè)運(yùn)動(dòng)電荷通過(guò)某一空間時(shí)，沒(méi)有發(fā)生偏轉(zhuǎn)，那么就這個(gè)空間是否存在電場(chǎng)或磁場(chǎng)，下列說(shuō)法中正確的是 () A一定不存在電場(chǎng) B一定不存在磁場(chǎng) C一定存在磁場(chǎng) D可以既存在磁場(chǎng)，又存在電場(chǎng) 解析：運(yùn)動(dòng)電荷沒(méi)有發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明速度方向沒(méi)變，此空間可以存在電場(chǎng)，如運(yùn)動(dòng)方向與電場(chǎng)方向在同一直線(xiàn)上，也可以存在磁場(chǎng)，如v平行B，也可能既有電場(chǎng)，又有磁場(chǎng)，如正交的電磁場(chǎng)，qEqvB時(shí) 答案：D 2.來(lái)自宇宙的質(zhì)子流，以與地球

26、表面垂直的方向射向赤道上空的某一點(diǎn)，則這些質(zhì)子在進(jìn)入地球周?chē)目臻g時(shí)，將 () A豎直向下沿直線(xiàn)射向地面 B相對(duì)于預(yù)定地點(diǎn)，稍向東偏轉(zhuǎn) C相對(duì)于預(yù)定地點(diǎn)，稍向西偏轉(zhuǎn) D相對(duì)于預(yù)定地點(diǎn)，稍向北偏轉(zhuǎn) 答案：B 3. (2011長(zhǎng)春高二檢測(cè))在方向如圖所示的勻強(qiáng)電場(chǎng)(場(chǎng)強(qiáng)為E)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)(磁感應(yīng)強(qiáng)度為B)共存的場(chǎng)區(qū)中，一電子沿垂直電場(chǎng)線(xiàn)和磁感線(xiàn)的方向以速度v0射入場(chǎng)區(qū)，設(shè)電子射出場(chǎng)區(qū)時(shí)的速度為v，則() A若v0E/B，電子沿軌跡運(yùn)動(dòng)，射出場(chǎng)區(qū)時(shí)，速度vv0 B若v0E/B，電子沿軌跡運(yùn)動(dòng)，射出場(chǎng)區(qū)時(shí)，速度vv0 C若v0E/B，電子沿軌跡運(yùn)動(dòng)，射出場(chǎng)區(qū)時(shí)，速度vv0 D若v0E/B，電子沿軌跡運(yùn)動(dòng)

27、，射出場(chǎng)區(qū)時(shí)，速度vv0 答案：BC 4如圖所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向豎直向上，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直紙面向里，三個(gè)油滴a、b、c帶有等量同種電荷，其中a靜止，b向右做勻速運(yùn)動(dòng)，c向左做勻速運(yùn)動(dòng)，比較它們的重力Ga、Gb、Gc間的關(guān)系，正確的是() A. Ga最大BGb最大 CGc最大 DGb最小 解析：由于a靜止，GaqE，電場(chǎng)力向上，帶正電荷，由左手定則可知，b受洛倫茲力方向向上，GbqEqvB，c受洛倫茲力的方向向下，GcqvBqE，由此可知，GbGaGc，故B正確 答案：B 5如下圖所示，a為帶正電的小物塊，b是一不帶電的絕緣物塊，a、b疊放于粗糙的水平地面上，地面上方有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，現(xiàn)用水平恒力F拉b物塊，使a、b一起無(wú)相對(duì)滑動(dòng)地向左加速運(yùn)動(dòng)，在加速運(yùn)動(dòng)階段() Aa、b一起運(yùn)動(dòng)的加速度減小 Ba、b一起運(yùn)動(dòng)的加速度增大 Ca、b物塊間的摩擦力減小 Da、b物塊間的摩擦力增大 解析：(1)以a為研究對(duì)象，分析a的受力情況 a向左加速受洛倫茲力方向向下對(duì)b的壓力增大 (2)以a、b整體為研究對(duì)象，分析整體受的合外力 b對(duì)地面壓力增大b受的摩擦力增大整體合外力減小加速度減小 (3)再分析a，b對(duì)a的摩擦力是a的合外力 a的加速度減小a的合外力減小a、b間的摩擦力減小 答案：AC