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1、磁场对运动电荷的作用磁场对运动电荷的作用人教版高中物理选修11 范金云盖州市第二高级中学知识回顾知识回顾判断下列图中安培力的方向：判断下列图中安培力的方向：FF 电流电流在磁场中能受力，电流的本质是运动在磁场中能受力，电流的本质是运动的电荷，反过来我们是不是可以说运动电荷在的电荷，反过来我们是不是可以说运动电荷在磁场里是受力的？磁场里是受力的？阴极阴极阳极阳极狭缝狭缝荧光荧光板板电子电子束束实验验证实验验证演示：阴极射线在磁场中的偏转演示：阴极射线在磁场中的偏转不存在磁场时不存在磁场时：电子的电子的运动轨迹运动轨迹是是直线直线存在磁场存在磁场时时： 电子的电子的运动轨迹运动轨迹是是曲线曲线磁场
2、对运动电荷有力的作用磁场对运动电荷有力的作用结论结论洛伦兹（洛伦兹（18531928）洛伦兹，荷兰物洛伦兹，荷兰物理学家，理学家，首先提首先提出磁场对运动电出磁场对运动电荷有作用力的观荷有作用力的观点。点。一、洛伦兹力一、洛伦兹力 运动电荷在磁运动电荷在磁场中受到的力称场中受到的力称为为洛伦兹力洛伦兹力. .二二.洛伦兹力的方向洛伦兹力的方向-左手定则左手定则v 伸开左手，使大拇指和其伸开左手，使大拇指和其余四指垂直余四指垂直： 手心手心磁感线磁感线 四指四指运动方向运动方向 拇指拇指正电荷受力正电荷受力 （与负电荷受力相反）（与负电荷受力相反）FFv课堂训练课堂训练q竖直向上竖直向上竖直向上
3、竖直向上垂直纸面向内垂直纸面向内 垂直纸面向外垂直纸面向外判断下列粒子进入磁场时所受的洛伦兹力的方向判断下列粒子进入磁场时所受的洛伦兹力的方向 电子射线管实验磁场对运动电荷的作用力叫做洛伦兹力vfvfvfvfvfvfIF安. . . . . . . . . . . . . . . . . . .安培力是洛伦兹力的宏观表现洛伦兹力是安培力的微观本质导线长导线长L，横截面积为横截面积为S，单位体积内的，单位体积内的自由电荷数为自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为，每个自由电荷的电荷量为q，自由电荷定向移动的速率为，自由电荷定向移动的速率为v. 磁感应强磁感应强度为度为B求洛伦兹力求洛伦兹力三、洛
4、伦兹力的大小三、洛伦兹力的大小2、安培力：、安培力：1、电荷数：、电荷数：3、洛伦兹力：、洛伦兹力： 1. F F洛洛=qVB ( VB=qVB ( VB） 2.F F洛洛= 0 ( VB= 0 ( VB）3.3.当当V V与与B B成一角度成一角度时时 F F洛洛=qVBsin=qVBsin 三、洛伦兹力大小三、洛伦兹力大小思考与讨论思考与讨论（1 1）洛伦兹力方向与带电粒子的运动方向有什么关系）洛伦兹力方向与带电粒子的运动方向有什么关系？ 洛伦兹力方向与带电粒子运动方向洛伦兹力方向与带电粒子运动方向垂直垂直（2 2）洛伦兹力带电粒子运动的速度有什么影响？）洛伦兹力带电粒子运动的速度有什么影
5、响？ 只只改变改变粒子速度的粒子速度的方向方向，不改变不改变粒子速度的粒子速度的大小大小（3 3）洛伦兹力对带电粒子做的功是多少？）洛伦兹力对带电粒子做的功是多少？ 由于洛伦兹力方向始终与带电粒子运动方向垂直，由于洛伦兹力方向始终与带电粒子运动方向垂直， 所以所以洛伦兹力对运动电荷不做功洛伦兹力对运动电荷不做功F vF vF BF B1 1、下列各图中带电粒子刚刚进入磁场，试判断、下列各图中带电粒子刚刚进入磁场，试判断这时粒子所受洛伦兹力的方向这时粒子所受洛伦兹力的方向 + V VV V+V VV VV V+V VF FL+V V垂直纸面向外垂直纸面向外 垂直纸面向里垂直纸面向里+V VF F
6、LF FL LF FLFL=0FL=0课堂练习课堂练习: :2在匀强磁场中，一带电粒子沿着垂直磁感在匀强磁场中，一带电粒子沿着垂直磁感应强度的方向运动现将该磁场的磁感应强度应强度的方向运动现将该磁场的磁感应强度增大为原来的增大为原来的2倍，则该带电粒子受到的洛伦倍，则该带电粒子受到的洛伦兹力兹力()A变为原来的变为原来的B增大为原来的增大为原来的4倍倍C减小为原来的减小为原来的D增大为原来的增大为原来的2倍倍D3在长直通电螺线管中通入变化的电流在长直通电螺线管中通入变化的电流i(如图所示电如图所示电流的方向周期性改变流的方向周期性改变)，并沿着其中心轴线，并沿着其中心轴线OO的方向的方向射入一
7、颗速度为射入一颗速度为v的电子，则此电子在螺线管内部空间的电子，则此电子在螺线管内部空间运动的情况是运动的情况是()A匀速直线运动匀速直线运动B来回往复运动来回往复运动C变速直线运动变速直线运动 D曲线运动曲线运动A4如图所示，在竖直平面内放一个光滑绝缘的半圆如图所示，在竖直平面内放一个光滑绝缘的半圆形滑道，水平方向的匀强磁场与半圆形轨道所在的平形滑道，水平方向的匀强磁场与半圆形轨道所在的平面垂直，一个带负电荷的小滑块由静止开始从半圆轨面垂直，一个带负电荷的小滑块由静止开始从半圆轨道的最高点道的最高点M滑下到最右端，则下列说法中正确的滑下到最右端，则下列说法中正确的是是()A滑块经过最低点时的
8、速度比磁场不存在时大滑块经过最低点时的速度比磁场不存在时大B滑块从滑块从M点到最低点的加速度比磁场不存在时小点到最低点的加速度比磁场不存在时小C滑块经过最低点时对轨道的压力比磁场不存在时小滑块经过最低点时对轨道的压力比磁场不存在时小D滑块从滑块从M点到最低点所用时间与磁场不存在时相等点到最低点所用时间与磁场不存在时相等D5如图所示，质量为如图所示，质量为m1 kg，电荷量为，电荷量为q5102 C的带正电的小滑块，从半径为的带正电的小滑块，从半径为R0.4 m的光滑绝缘的光滑绝缘 圆弧轨道上由静止自圆弧轨道上由静止自A端滑下整个装置处在方向互端滑下整个装置处在方向互相垂直的匀强电场与匀强磁场中
9、已知相垂直的匀强电场与匀强磁场中已知E100 V/m，水平向右；水平向右；B1 T，方向垂直纸面向里求：，方向垂直纸面向里求： (1)滑块到达滑块到达C点时的速度；点时的速度；(2)在在C点时滑块对轨道的压力点时滑块对轨道的压力【答案】【答案】(1)2 m/s方向水平向左方向水平向左 (2)20.1 N方向竖直向下方向竖直向下6质量为质量为m、带电荷量为、带电荷量为q的微粒，以速度的微粒，以速度v与水平与水平方向成方向成45角进入匀强电场和匀强磁场同时存在的空角进入匀强电场和匀强磁场同时存在的空间，如图所示，微粒在电场、磁场、重力场的共同作间，如图所示，微粒在电场、磁场、重力场的共同作用下做匀
10、速直线运动，求：用下做匀速直线运动，求：(1)电场强度的大小，该带电粒子带何种电荷；电场强度的大小，该带电粒子带何种电荷；(2)磁感应强度的大小磁感应强度的大小7、如图所示，摆球带有负电的单摆，在一匀如图所示，摆球带有负电的单摆，在一匀强磁场中摆动，匀强磁场的方向垂直于纸面向强磁场中摆动，匀强磁场的方向垂直于纸面向里，摆球在里，摆球在A、B间摆动过程中，由间摆动过程中，由A摆到最低摆到最低点点C时，摆线拉力大小为时，摆线拉力大小为F1，摆球加速度大小为，摆球加速度大小为a1；由；由B摆到最低点摆到最低点C时，摆线拉力大小为时，摆线拉力大小为F2，摆球加速度大小为摆球加速度大小为a2，则，则()
11、AF1F2，a1a2 BF1F2，a1a2CF1F2，a1a2 DF1F2，a1a2B8如图所示，匀强电场的方向竖直向上，匀强如图所示，匀强电场的方向竖直向上，匀强磁场的方向垂直纸面向里，三个油滴磁场的方向垂直纸面向里，三个油滴a、b、c带有等量同种电荷，其中带有等量同种电荷，其中a静止，静止，b向右做匀速向右做匀速运动，运动，c向左做匀速运动，比较它们的重力向左做匀速运动，比较它们的重力Ga、Gb、Gc间的关系，正确的是间的关系，正确的是() AGa最大最大 BGb最大最大 CGc最大最大 DGc最小最小BD9 9如图所示，套在很长的绝缘直棒上的小球，其质如图所示，套在很长的绝缘直棒上的小球
12、，其质量为量为m m，所带电荷量为，所带电荷量为q q，小球可在棒上滑动，将此，小球可在棒上滑动，将此棒竖直放在互相垂直且沿水平方向的匀强电场和匀强棒竖直放在互相垂直且沿水平方向的匀强电场和匀强磁场中，电场强度为磁场中，电场强度为E E，方向水平向右，磁感应强度为，方向水平向右，磁感应强度为B B，方向垂直纸面向里，小球与棒之间的动摩擦因数为，方向垂直纸面向里，小球与棒之间的动摩擦因数为. .求小球由静止沿棒下落的最大加速度和最大速度求小球由静止沿棒下落的最大加速度和最大速度( (设设小球的电荷量不变小球的电荷量不变) )欣欣赏赏“极极光光”欣欣赏赏“极极光光”欣欣赏赏“极极光光”欣欣赏赏“极极光光”欣欣赏赏“极极光光”欣欣赏赏“极极光光”欣欣赏赏“极极光光”欣欣赏赏“极极光光”欣欣赏赏“极极光光”地磁场改变宇宙射线中带电粒子地磁场改变宇宙射线中带电粒子的运动方向的运动方向保护作用保护作用地磁场地磁场宇宙射线宇宙射线解解释释“极极光光”现现象象
