《高中物理 第3章 第5节研究洛仑兹力课件 粤教版选修31》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理 第3章 第5节研究洛仑兹力课件 粤教版选修31（32页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、配粤教版配粤教版 物理物理 选修选修3-13-1配粤教版配粤教版 物理物理 选修选修3-13-1第五节研究洛伦兹力配粤教版配粤教版 物理物理 选修选修3-13-11(双选)下列关于磁电式电流表的说法中正确的是()A电流表的工作原理是安培力对通电导线的加速作用B电流表的工作原理是安培力对通电导线的转动作用C电流表指针的偏转角度与所通电流大小成正比D电流表指针的偏转角度与所通电流大小成反比【答案】BC精精 彩彩 回回 眸眸配粤教版配粤教版 物理物理 选修选修3-13-12(双选)如图352所示，一个矩形线圈放在磁场中能绕OO轴转动，当线圈中通有如图所示方向的恒定电流时，在线圈转动90的过程中()图
2、图352 配粤教版配粤教版 物理物理 选修选修3-13-1Aab边和cd边所受到的安培力不变，磁场力矩逐渐减小Bab边和cd边所受的安培力逐渐减小，磁力矩也减小Cad边和cd边始终不受安培力Dad边和cb边所受的安培力逐渐变大，但磁力矩为零【答案】AD配粤教版配粤教版 物理物理 选修选修3-13-1一、洛伦兹力的方向1洛伦兹力：运动电荷在磁场中所受的力称为洛伦兹力2用左手定则判断洛伦兹力的方向：伸开左手，使拇指与其余四指垂直且都与手掌在同一个平面内，让磁感线垂直穿过掌心，并使四指指向正电荷运动的方向，则拇指所指的方向就是运动的正电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向若电荷为负电荷，则四指指向负电荷运动
3、的_知知 识识 梳梳 理理反方向反方向 配粤教版配粤教版 物理物理 选修选修3-13-1二、洛伦兹力的大小1计算大小(1)若已知运动电荷的速度v的方向与磁感应强度B的方向垂直时，则电荷所受的洛伦兹力大小为f_.(2)若已知运动电荷的速度v的方向与磁感应强度B的方向不垂直时，设夹角为，则电荷所受的洛伦兹力大小为f_.(3)若已知运动电荷的速度v的方向与磁感应强度B的方向平行，则电荷所受的洛伦兹力大小为f_.qvB qvBsin 0 配粤教版配粤教版 物理物理 选修选修3-13-12洛伦兹力与安培力的关系(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)方向关系：洛伦兹力f的方向与
4、安培力F的方向_(3)大小关系：FNf，式中的N是导体中定向运动的电荷数相同相同 配粤教版配粤教版 物理物理 选修选修3-13-1【思考】 洛伦兹力与安培力有什么联系和区别？【答案】洛伦兹力是单个运动电荷在磁场中受到的力，而安培力是导体中所有定向移动的自由电荷受到的洛伦兹力的宏观表现尽管安培力是自由电荷定向移动受到的洛伦兹力的宏观表现，但也不能认为安培力就是简单的等于所有定向移动电荷所受洛伦兹力的和，一般只有当导体静止时才能这样认为洛伦兹力恒不做功，但安培力却可以做功配粤教版配粤教版 物理物理 选修选修3-13-11决定洛伦兹力方向的因素有三个：电荷的电性(正、负)、速度方向、磁感应强度的方向
5、当电荷电性一定时，其他两个因素中，如果只让一个因素相反，则洛伦兹力方向必定相反；如果同时让两个因素相反，则洛伦兹力方向将不变洛伦兹力方向的讨论洛伦兹力方向的讨论配粤教版配粤教版 物理物理 选修选修3-13-12在研究电荷的运动方向与磁场方向垂直的情况时，由左手定则可知，洛伦兹力的方向既与磁场方向垂直，又与电荷的运动方向垂直，即洛伦兹力垂直于v和B两者所决定的平面3(1)判断负电荷在磁场中运动所受洛伦兹力的方向，四个手指要指向负电荷运动的反方向(2)电荷运动的速度v和B不一定垂直，但洛伦兹力一定垂直于磁感应强度B和速度v.配粤教版配粤教版 物理物理 选修选修3-13-1【例1】 如图353所示，
6、在真空中，水平导线中有恒定电流I通过，导线的正下方有一质子初速度方向与电流方向相同，则质子可能的运动情况是()A沿路径a运动B沿路径b运动C沿路径c运动D沿路径d运动图图353 配粤教版配粤教版 物理物理 选修选修3-13-1解析：由安培定则，电流在下方产生的磁场方向指向纸外，由左手定则，质子刚进入磁场时所受洛伦兹力方向向上则质子的轨迹必定向上弯曲，因此C、D必错；由于洛伦兹力方向始终与电荷运动方向垂直，故其运动轨迹必定是曲线，则B正确，A错误答案：B配粤教版配粤教版 物理物理 选修选修3-13-1每时每刻都有大量带电的宇宙射线向地球射来，地球磁场可以有效地改变这些射线中大多数带电粒子的运动方
7、向，使它们不能到达地面，这对地球上的生命有十分重要的意义假设有一个带正电的宇宙射线粒子正垂直于地面向赤道射来(如图354所示，地球由西向东转，虚线表示地球自转轴，上方为地球北极)，在地球磁场的作用下，它将()图图354 配粤教版配粤教版 物理物理 选修选修3-13-1A向东偏转B向南偏转C向西偏转D向北偏转【答案】A地球表面地磁场方向由南向北，带正电的粒子自赤道上空下落过程所受洛伦兹力可由左手定则判知向东，故A正确配粤教版配粤教版 物理物理 选修选修3-13-11公式导出如图355所示，直导线长L，电流为I，导线中运动电荷数为n，截面积为S，电荷的电荷量为q，运动速度为v，则安培力FBILnf
8、洛伦兹力的大小洛伦兹力的大小图图355 配粤教版配粤教版 物理物理 选修选修3-13-1配粤教版配粤教版 物理物理 选修选修3-13-12大小特点(1)只有运动电荷受洛伦兹力，静止电荷不受洛伦兹力(2)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可见：电荷在磁场中是否受洛伦兹力与电荷的运动情况有关配粤教版配粤教版 物理物理 选修选修3-13-1(3)洛伦兹力可以是恒力(大小、方向均不变)，也可以是变力，有三种变化方式：只有大小变化只有方向变化大小、方向同时变化出现以上各种情况均与运动电荷的速度变化情况相对应带电粒子垂直匀强磁场方向做匀速直线运动时，洛伦兹力就是恒力配粤教版配粤教
9、版 物理物理 选修选修3-13-13洛伦兹力和电场力的比较项目项目对应力对应力洛伦兹力洛伦兹力F电场力电场力F大小大小FqvB(vB)FqE与速度关系与速度关系v0或或vB，F0与速度的有无、方向均无关与速度的有无、方向均无关力方向与场力方向与场方向的关系方向的关系一定是一定是FB，Fv，与，与电荷电性有关电荷电性有关正电荷与电场方向相同，负正电荷与电场方向相同，负电荷与电场方向相反电荷与电场方向相反做功情况做功情况任何情况下都不做功任何情况下都不做功可能做正功、负功，也可能可能做正功、负功，也可能不做功不做功力力F为零时场为零时场的情况的情况F为零，为零，B不一定为零不一定为零F为零，为零，
10、E一定为零一定为零作用效果作用效果只改变电荷运动的速度方只改变电荷运动的速度方向，不改变速度大小向，不改变速度大小既可以改变电荷运动的速度既可以改变电荷运动的速度大小，也可以改变电荷运动大小，也可以改变电荷运动的方向的方向配粤教版配粤教版 物理物理 选修选修3-13-14.洛伦兹力与安培力的区别与联系(1)区别洛伦兹力是单个运动电荷在磁场中受到的力，而安培力是导体中所有定向移动的自由电荷受到的洛伦兹力的宏观表现尽管安培力是自由电荷定向移动时受到的洛伦兹力的宏观表现，但也不能认为安培力就简单地等于所有定向移动电荷所受洛伦兹力的和，一般只有当导体静止时才能这样认为配粤教版配粤教版 物理物理 选修选
11、修3-13-1洛伦兹力不论是恒力还是变力，始终与电荷运动方向垂直，一定不做功，但安培力却可以做功，此时，通电导体一定是运动的(2)联系：洛伦兹力和安培力在本质上都是运动电荷在磁场中所受的磁场力配粤教版配粤教版 物理物理 选修选修3-13-1【例2】 一个速度为零的质子，经过电压为1 880 V的电场加速后，垂直进入磁感应强度为5.0104 T的匀强磁场中，质子受到的洛伦兹力是多大？洛伦兹力与质子的重力的比值是多大？(质子质量m1.671027 kg，g取10 N/kg)配粤教版配粤教版 物理物理 选修选修3-13-1配粤教版配粤教版 物理物理 选修选修3-13-1配粤教版配粤教版 物理物理 选
12、修选修3-13-1题后反思(1)由此题可以看出，质子(或者电子、粒子和正、负离子等)受到的洛伦兹力远远大于其所受重力，所以这类粒子在磁场中运动时，重力的影响可以忽略不计配粤教版配粤教版 物理物理 选修选修3-13-1(2)重力考虑与否分三种情况：对于微观粒子，如电子、质子、离子等一般不作特殊说明就可以不计其重力，因为其重力一般情况下与电场力或磁场力相比太小，可以忽略；对于一些实际物体，如带电小球、液滴、金属块等不作特殊说明就应当考虑其重力，这种情况比较正规，也比较简单；直接看不出是否要考虑重力，但在进行受力分析与运动分析时，要有分析结果，先进行定性确定，再看是否要考虑其重力大小配粤教版配粤教版
13、 物理物理 选修选修3-13-1 在如图356所示的各图中，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，并标出洛伦兹力的方向图图356 配粤教版配粤教版 物理物理 选修选修3-13-1答案：见解析配粤教版配粤教版 物理物理 选修选修3-13-1题后反思公式FqvBsin 中的是v与B间的夹角，计算时要注意题目中所给的角度是不是这个夹角配粤教版配粤教版 物理物理 选修选修3-13-1【例3】 如图357所示，在真空中匀强电场的方向竖直向下，匀强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a静止，b向右做匀速运动，c向
14、左做匀速运动比较它们的重力Ga、Gb、Gc的关系，正确的是()AGa最大BGb最大CGc最大DGc最小综综 合合拓拓 展展提提 高高图图357 配粤教版配粤教版 物理物理 选修选修3-13-1解析：因带电油滴a静止，故a不受洛伦兹力作用，只受重力和静电力作用；根据平衡条件可知油滴一定带负电，设油滴带电荷量为q，则GaqE 带电油滴b除受重力和竖直向上的静电力作用外，还受到竖直向下的洛伦兹力F洛，因做匀速运动 ，故根据平衡条件可得GbqEF洛 带电油滴c除受重力和竖直向上的静电力作用外，还受到竖直向上的洛伦兹力F洛，因做匀速运动，故根据平衡条件可得GcqEF洛 比较式可以看出GcGaGb，选项C正确答案：C
