《广东德庆孔子中学高二物理研究洛伦兹力 .ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《广东德庆孔子中学高二物理研究洛伦兹力 .ppt（20页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第五节研究洛伦兹力 孔子中学高二物理备课组 一 磁场对运动电荷有力的作用 这个力叫洛仑兹力 在没有外磁场时 电子束是沿直线前进的 如果把射线管放在磁铁之间 让电子运动方向与磁场方向垂直 荧光屏上显示的电子束运动轨迹发生了偏转 思考一下 这说明了什么 磁场对电流有安培力的作用 而电流是由电荷定向运动形成的 所以磁场对电流的安培力是磁场对运动电荷的作用力的宏观表现 即 1 安培力是洛伦兹力的宏观表现 2 洛伦兹力是安培力的微观本质 一 洛伦兹力的方向 洛伦兹力的方向符合左手定则 伸开左手 使拇指与四指在同一个平面内并跟四指垂直手心 磁感线垂直穿入四指 指正电荷运动的方向拇指 所指就是运动电荷所受洛
2、伦兹力的方向 或负电荷运动的反方向 例题1 试判断下图中所示的带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向 例题2 如图所示 在阴极射线管正上方平行放一通有强电流的长直导线 则阴极射线将 A 向纸内偏B 向纸外偏C 向下偏转D 向上偏转 D 1234 例题1 试判断下图中所示的带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向 例题1 试判断下图中所示的带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向 例题1 试判断下图中所示的带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向 例题1 试判断下图中所示的带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向 A 向纸内偏B 向纸外偏C 向下偏转D 向上偏转 A 向纸内偏B 向纸外偏C 向
3、下偏转D 向上偏转 A 向纸内偏B 向纸外偏C 向下偏转D 向上偏转 A 向纸内偏B 向纸外偏C 向下偏转D 向上偏转 例题3 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三者之间的关系 下列说法中正确的是 A f B v三者必定均相互垂直B f必定垂直于B v 但B不一定垂直vC B必定垂直于f 但f不一定垂直于vD v必定垂直于f 但f不一定垂直于B B 关于洛仑兹力的说明 1 洛仑兹力的方向垂直于v和B组成的平面 洛仑兹力永远与速度方向垂直 2 洛仑兹力对电荷不做功3 洛仑兹力只改变速度的方向 不改变速度的大小 二 洛伦兹力的大小 理论基础 1 安培力是洛伦兹力的宏观表现 2 洛
4、伦兹力是安培力的微观本质 设 导线内单位体积内的电荷数为n 每个电荷的电量为q 电荷定向运动的速度为v 阴影部分导线内电荷数为N 1 当v B时 f qvB 2 当v B时 f 0 即电荷运动方向与磁场平行时 不受洛伦兹力 3 当v 0时 f 0 即静止电荷不受洛伦兹力 4 当运动电荷的速度v方向与磁感应强度B的方向不垂直时 设夹角为 则f qvBsin 例题4 单选 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 运动电荷一定受到洛伦兹力的作用B 洛伦兹力的大小始终满足f qvBC 若电荷穿过某一空间而未发生偏转 不计其他力 则此空间一定不存在磁场D 带电粒
5、子运动方向与磁场平行时 一定不受洛伦兹力的作用 D 例题5 电子的速率v 3 10m s 垂直射入B 0 10T的匀强磁场中 它受到的洛伦兹力是多大 6 解 19 f qvBf 1 60 10 3 10 0 10N 4 8 10N 19 6 14 f qvBf 1 60 10 3 10 0 10N 4 8 10N 19 f qvBf 1 60 10 3 10 0 10N 4 8 10N 19 f qvBf 1 60 10 3 10 0 10N 4 8 10N 19 f qvBf 1 60 10 3 10 0 10N 4 8 10N 例题6 质量为m 带电量为q的带电粒子 以速率v垂直进入如图所
6、示的匀强磁场中 恰好做匀速直线运动 求 磁场的磁感应强度及带电粒子的电性 解 由于物体所受重力的方向竖直向下 所以洛伦兹力的方向一定竖直向上 这样才能使物体做匀速直线运动 物体带正电 三 课堂小结1 洛伦兹力的方向 左手定则 伸开左手 使拇指与四指在同一个平面内并跟四指垂直手心 磁感线垂直穿入四指 指向正电荷运动的方向 负电荷运动的反方向 拇指 所指的就是洛伦兹力安培力的方向 2 洛伦兹力的大小 1 当电荷运动的方向与磁场方向垂直时 f qvB 2 当v B时 f 0 即运动方向与磁场平行时 不受洛伦兹力 3 当v 0时 f 0 即静止电荷不受洛伦兹力 4 当电荷运动的方向与磁场方向夹 角时
7、四 速度选择器 在电 磁场中 若不计重力 则 1 速度选择器只选择速度 与电荷的正负无关 2 注意电场和磁场的方向搭配 A 带正电粒子必须沿ab方向从左侧进入 才能沿直线通过B 带负电粒子必须沿ba方向从右侧进入 才能沿直线通过C 不论粒子电性如何 沿ab方向从左侧进入 都能沿直线通过D 不论粒子电性如何 沿ba方向从右图3 5 4侧进入 都能沿直线通过 如果粒子所具有的速率v 不计重力 则 例题6 双选 如图3 5 4是粒子速度选择器的原理图 EB 速率v 当正电粒子从左侧进入时 受到的电场力F向下 要粒子的速度v 无论是带正电还是负电 沿ab方向从左 解析 根据速度选择器的原理 要保证粒子
8、直线通过 则 要满足电场力与洛伦兹力大小相等 方向相反 即qE qvB EB 洛伦兹力向上 两力大小相等 方向相反 故可直线通过场区 当负电粒子从左侧进入时 受到的电场力F向上 洛伦兹力向下 两力大小相等 方向相反 故仍可直线通过场区 显然只 EB 侧进入场区都能沿直线通过 当带电粒子从右侧进入时 无论是带正电还是负电 电场力与洛伦兹力都同向 将做曲线运动 答案 AC A 方向竖直向上 B 方向水平向左 例题7 如图所示 空间有磁感应强度为B 方向竖直向上的匀强磁场 一束电子流以初速度v从水平方向射入 为了使电子流经过磁场时不偏转 不计重力 则在磁场区域内必须同时存在一个匀强电场 这个电场的场强大小与方向应是 Bv BvC Bv 垂直纸面向里D Bv 垂直纸面向外 解析 粒子直线通过 则要满足电场力与洛伦兹力大小相 等 方向相反 即qE qBv E Bv A B错 由左手定则得 洛伦兹力垂直纸面向里 电场力F垂直纸面向外 电子带负电 电场力与场强方向相反 故场强垂直纸面向里 答案 C
