选修3-1第三章_第5节__运动电荷在磁场中受到的力.ppt

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1、5 运动电荷在磁场中受到的力1洛伦兹力：_在磁场中受到的力称为洛伦兹力2左手定则：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让_从掌心进入，并使四指指向_运动的方向，这时拇指所指的方向就是运动的正电荷在磁场中所受_的方向负电荷受力的方向与正电荷受力的方向_运动电荷磁感线正电荷洛伦兹力相反3洛伦兹力的大小带电量为 q 的粒子，以速率 v 进入磁感应强度为 B 的匀强磁场中：(1) 当带电粒子的运动方向与磁场方向平行时，洛伦兹力f_.(2) 当带电粒子的运动方向与磁场方向垂直时，洛伦兹力 f_.(3)当带电粒子的运动方向与磁场方向的夹角为时，洛伦兹力 f_.qvBqvBsin

2、 04电视显像管的工作原理：阴极发射_，经过偏转线圈 ( 偏转线圈产生的磁场和电子运动方向垂直 ) ，电子受_作用发生偏转，偏转后的电子打在荧光屏上，使荧光屏发光电子洛伦兹力知识点知识点 1 洛伦兹力洛伦兹力的方向的方向太阳风是一种连续存在，来自太阳并以 200800 km/s 的速度运动的带电粒子流太阳风对地球的影响很大，当它抵达地球时，往往引起很大的磁暴，且会在地球两极形成绚丽多彩如同梦幻般的极光图 351讨论：(1)运动电荷在磁场中受到的力称为_，力的方向可用_定则来判断洛伦兹力左手(2)为什么会在地球两极形成极光？太阳风是太阳喷射出的带电粒子流，当太阳风进入地磁场时，由于地磁场的作用，

3、太阳风中的带电粒子进入地球南北两极地区，两极的高层大气，受到太阳风的轰击后会发出光芒，形成极光1洛伦兹力方向的判断(1)左手定则：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向正电荷运动的方向，这时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(2)判断负电荷在磁场中运动受洛伦兹力的方向，四指要指向负电荷运动的相反方向，也就是电流的方向2对洛伦兹力方向的理解(1)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

4、素相反，则洛伦兹力方向将不变(2)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 两者所决定的平面注意：v 与 B 不一定垂直3洛伦兹力的特点：由于洛伦兹力的方向总是跟运动电荷的速度方向垂直，所以洛伦兹力对运动电荷不做功，洛伦兹力只改变电荷速度的方向，不能改变速度的大小【例 1】如图 352 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向上偏转图 352解析：直线电流在阴极射线管位置产生的磁场方向垂直纸面向外，阴极射线带负电、向右运动，由左手定则判断出洛伦兹力的方向向上，射线向上偏转

5、答案：D【触类旁通【触类旁通】1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()Af、B、v 三者必定均相互垂直Bf 必定垂直于 B、v，但 B 不一定垂直 vCB 必定垂直于 f，但 f 不一定垂直于 vDv 必定垂直于 f，但 f 不一定垂直于 B解析：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 两者所决定的平面但 v 和 B 不一定垂直B 对答案：B知识点知识点 2 洛伦兹力洛伦兹力的大小的大小洛伦兹力公式的推导设导线内单位长度的自由电荷数为 n，自由电荷的电荷量为 q，定向移动

6、的速度为 v，设长度为 L 的导线中的自由电荷在时间 t 秒内全部通过截面 A.导线垂直放入磁感应强度为 B 的匀强磁场中，如图 353 所示图 353(1)时间 t 秒内通过截面 A 的电荷量 Q_；(2)导线中的电流 I_；(3)导线所受安培力 FILB，故 F_；(4)洛伦兹力 fFnL_.nqLnqvtQtnqvnqvLBqvB1洛伦兹力的大小：fqvBsin ，其中是带电粒子的运动方向与磁场方向的夹角(1)当 vB 时，90，所以 fqvB.(2)当 vB 时，0，所以 f0，即运动方向与磁场平行时，不受洛伦兹力(3)当 v0 时，f0，即静止电荷不受洛伦兹力2洛伦兹力与安培力的关系

7、(1)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(2)尽管安培力是洛伦兹力的宏观表现，但洛伦兹力不做功，但安培力却可以做功【例 2】在如图 354 所示的情形中，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，并指出洛伦兹力的方向图 354题后反思：(1)用左手定则判断洛伦兹力方向时，要特别注意运动电荷的正负，四指应指向正电荷运动的方向，或指向负电荷运动的反方向(2)计算洛伦兹力的大小时，应注意弄清 v 与磁感应强度 B的方向关系当 vB 时，洛伦兹力 fqvB；当 vB

8、时，f0；当v与B 成角(090)时，应将 v(或 B)进行分解取它们垂直的分量计算【触类旁通【触类旁通】2关于电荷在磁场中受力，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DB洛伦兹力的大小始终满足 fqvBC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带电粒子运动方向与磁场平行时，一定不受洛伦兹力的作用知识点知识点 3 电视显像电视显像管的工作原理管的工作原理电视机的内部显像管中，电子枪射出的是一束细细的电子束，为什么整个屏幕都能发光？若在电视机附近放置一个很强的磁铁，电视画面将会出现颜色失真的现象，这又是为什么？图 3

9、55电视显像管应用了电子束在磁场中的偏转原理电子束射向荧光屏就能发光，一束电子束只能使荧光屏上的一个点发光，而通过偏转线圈中磁场的偏转就可以使整个荧光屏发光所以若在电视机前放一个磁性很强的磁铁，会使电子束运动方向改变，造成电视画面出现颜色失真1电视显像管的构造：如图 355 所示，实际上是一个阴极射线管和偏转线圈的组合阴极射线管内有电子枪和荧光屏2电视显像管的工作原理：阴极发射电子，经过偏转线圈(偏转线圈产生的磁场和电子运动方向垂直)，电子受洛伦兹力发生偏转，偏转后的电子打在荧光屏上，使荧光屏发光【例 3】如图 356，没有磁场时，显像管内电子束打在荧光屏正中的 O 点，加磁场后电子束打在荧光

10、屏 O 点上方的 P)点，则所加磁场的方向可能是(A垂直于纸面向内B垂直于纸面向外C平行于纸面向右D平行于纸面向左图 356解析：电子受到的洛伦兹力的方向向上，由左手定则，可判定磁场方向垂直于纸面向外，B 项正确答案：B【触类旁通】【触类旁通】3如图 357 所示为电视机显像管偏转线圈的示意图，当线圈通以图示的直流电时，形成的磁场如图所示，一束沿着管径轴线垂直射向纸内的电子将()A向上偏转B向下偏转C向右偏转D向左偏转图 357解析：由安培定则可知，通电线圈中心位置处的合磁场方向是竖直向下的，再由左手定则判断得出电子束所受的洛伦兹力水平向右，故 C 对答案：C洛伦兹力电场力产生条件B0；v0；

11、v 与 B不平行E0大小FqvB(vB)FqE方向与 B、v 方向垂直(遵循左手定则)正电荷受力方向与电场方向一致，负电荷受力方向与电场方向相反作用效果只改变电荷运动速度的方向，不改变速度的大小洛伦兹力一定不做功可改变电荷运动速度的方向和大小电场力可能做正功，可能做负功，也可能不做功洛伦兹力与电场力磁场对运动电荷有作用力，电场对任何带电粒子都存在电场力的作用，因此在处理带电粒子在磁场、电场中的相关问题时必须注意区分洛伦兹力与电场力两者的不同.【例 4】一个电子穿过某一空间而未发生偏转，则()A此空间一定不存在磁场B此空间一定不存在电场C此空间可能只有匀强磁场，方向与电子速度垂直D此空间可能有相

12、互正交的匀强磁场和匀强电场A此空间一定不存在磁场B此空间一定不存在电场C此空间可能只有匀强磁场，方向与电子速度垂直D此空间可能有相互正交的匀强磁场和匀强电场解析：电子穿过某一空间而未发生偏转，说明电子可能不受外力，可能合外力为零或外力的方向与速度方向在一直线上当 vB 或 B0 时，洛伦兹力为零，电子不偏转，A 错误；速度 vB 时，洛伦兹力不为零，且与 v 垂直，必偏转，C 错误；电子在电场中所受的静电力和运动方向在同一直线上时，电子运动方向不发生偏转，B 错误；当电子所受静电力和洛伦兹力平衡时也不发生偏转，故 D 正确答案：D【触类旁通】【触类旁通】4(双选)有关电荷所受电场力和洛伦兹力的说法中，正确的是()BDA电荷在磁场中一定受洛伦兹力的作用B电荷在电场中一定受电场力的作用C电荷受电场力的方向与该处的电场方向一致D电荷若受洛伦兹力，则受力方向与该处的磁场方向垂直