3.5洛伦兹力(人教版)

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3.5探究洛伦兹力

3.5探究洛伦兹力练习题姓名_________ 1.洛伦兹力方向○1.洛仑兹力与速度方向____。

○2.洛仑兹力对电荷____功。

（填“做”、“不做”）○3.洛仑兹力只改变速度的_____ 不改变速度的____。

2. 洛伦兹力大小○1．当v⊥B时洛伦兹力计算式为f＝__________.○2．当v与B成θ角时，洛伦兹力的计算式为f＝qvBsin θ.（了解即可）○3．当v∥B时，洛伦兹力的大小为________.○4. 当v=0时，洛伦兹力的大小为________.3.图中各图已标出磁场方向、电荷运动方向、电荷所受洛伦兹力方向三者中的两个，试标出另一个的方向．4．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三者方向之间的关系，下列说法正确的是( )A．F、B、v三者必定均保持垂直B．F必定垂直于B、v，但B不一定垂直于vC．B必定垂直于F，但F不一定垂直于vD．v必定垂直于F、B，但F不一定垂直于B5．如图所示，一束电子流沿管的轴线进入螺线管，忽略重力，电子在管内的运动情况应该是( )A．当从a端通入电流时，电子做匀加速直线运动B．当从b端通入电流时，电子做匀加速直线运动C．不管从哪端通入电流，电子都做匀速直线运动D．不管从哪端通入电流，电子都做曲线运动6.初速度为v0的电子，沿平行于通电长直导线的方向射出，直导线中电流方向与电子的初始运动方向如图所示，则( )A．电子将向右偏转，速率不变B．电子将向左偏转，速率改变C．电子将向左偏转，速率不变D．电子将向右偏转，速率改变7.如图所示，匀强电场竖直向上，匀强磁场水平向外，有一正离子(不计重力)恰能沿直线从左向右水平飞越此区域，这种装置称为速度选择器，则( )A．若电子从右向左水平飞入，电子也沿直线运动B．若电子从右向左水平飞入，电子将向上偏转C．若电子从右向左水平飞入，电子将向下偏转D．若电子从右向左水平飞入，电子将向外偏转8如图所示，甲是一个带正电的小物块，乙是一个不带电的绝缘物块，甲、乙叠放在一起静置于粗糙的水平地板上，地板上方空间有水平方向的匀强磁场．现用水平恒力拉乙物块，使甲、乙无相对滑动地一起水平向左加速运动，在加速运动阶段（）A．乙物块与地之间的摩擦力不变B．甲、乙两物块间的摩擦力不断增大C．甲、乙两物块间的摩擦力大小不变D．甲、乙两物块间的摩擦力不断减少9.如图5所示，摆球带负电荷的单摆，在一匀强磁场中摆动．匀强磁场的方向垂直于纸面向里．摆球在A、B间摆动过程中，由A摆到最低点C时，摆线拉力大小为F1，摆球加速度大小为a1；由B摆到最低点C时，摆线拉力大小为F2，摆球加速度大小为a2，则( ) A．F1＞F2，a1＝a2B．F1＜F2，a1＝a2C．F1＞F2，a1＞a2D．F1＜F2，a1＜a210.目前世界上正在研究的一种新型发电机叫磁流体发电机，它可以把气体的内能直接转化为电能，图表示出了它的发电原理：将一束等离子体(即高温下电离的气体，含有大量带正电和带负电的微粒，而从整体上来说是呈电中性)喷射入磁场，磁场中有两块金属板A、B，则高速射入的离子在洛伦兹力的作用下向A、B两板聚集，使两板间产生电势差，若平行金属板距离为d，匀强磁场磁感应强度为B，等离子体流速为v，气体从一侧面垂直磁场射入板间，不计气体电阻，外电路电阻为R，则两板间最大电压和可能达到的最大电流为多少？11如图所示，套在很长的绝缘直棒上的小球其质量为m，带电荷量是＋q，小球可在棒上滑动．将此棒竖直放在互相垂直、方向如图所示的匀强电场和匀强磁场中，电场强度大小为E，磁感应强度大小为B.小球与棒的动摩擦因数为μ，求小球由静止沿棒下落的最大加速度和最大速度．第三章第五节，探究洛伦兹力练习题答案1、○1.垂直；○2不做，○3方向大小 2、○1 q v B ；○3.0；○4.0 3.(1)受力方向垂直于v 斜向上；(2)受力方向垂直于v 向左；(3)运动方向平行于斜面向下；(4)磁场方向垂直于纸面向外．4. B5. C6.A 【解析：.由安培定则可知，直导线右侧的磁场方向垂直纸面向里，电子带负电，用左手定则判断洛伦兹力的方向时，四指指向负电荷运动的反方向，大拇指指向此时洛伦兹力的方向，方向向右，电子向右偏转；而洛伦兹力不做功，则速率不变，故A 正确．】7.C 【解析：离子在复合场中受向上的电场力和向下的洛伦兹力，二力平衡，离子做匀速直线运动．若电子从右向左水平飞入，电场力和洛伦兹力均向下，会向下偏转，选项C 正确．】8.D 【解析：A 、甲带正电，在向左运动的过程中，受到的洛伦兹力的方向向下，所以对乙的压力变大，乙与地面之间的为滑动摩擦力，压力变大，所以滑动摩擦力也变大，所以A 错确；B 、甲、乙两物块间没有相对的滑动，是静摩擦力，由于乙与地面之间的滑动摩擦力的增大，整体的加速度减小，所以对于甲来说，静摩擦力作为合力产生加速度，由于整体的加速度减小，所以甲、乙两物块间的摩擦力减小，所以BC 错误，D 正确；】9.B 【解析：由于洛伦兹力不做功，所以从B 和A 到达C 点的速度大小相．由a ＝r v2可得a1＝a2.当由A 运动到C 时，以小球为研究对象受力分析如图甲所示，F1＋f 洛－mg ＝ma1.当由B 运动到C 时，受力分析如图乙所示，F2－f 洛－mg ＝ma2.由以上两式可得：F2＞F1。

第05节研究洛伦兹力

§3.5 探究洛伦兹力（12.19）班级________________ 学号_________________ 姓名_______________课题第5节探究洛伦兹力主讲李海琴课型新授课教学目标知识与技能1．通过实验，认识洛伦兹力，会用左手定则判断洛伦兹力的方向；2．知道洛伦兹力大小的推理过程，会计算洛伦兹力的大小；3．理解洛伦兹力对运动电荷不做功；过程与方法1．通过观察电子束在磁场中的偏转研究洛伦兹力的方向，体验科学研究的方法；2．学会用左手定则来判定洛伦兹力的方向，体会物理来源于生活.情感态度与价值观1．由实验观察得知洛伦兹力的存在，培养实事求是的科学态度2．由理论推导得出洛伦兹力的大小公式，养成严密推理的科学作风.教学重点1．会利用左手定则判断洛伦兹力的方向；2．掌握垂直进入磁场方向的带电粒子，受到洛伦兹力大小的计算.教学难点1．理解洛伦兹力对带电粒子不做功；2．学会用左手定则判定——洛伦兹力方向.教学方法自主学习、实验观察法、比较分析法、分析推理法等.教学用具阴极射线管、磁铁、电源、导线、教学PPT课件、导学案.【学习过程】第一部分．自主学习：请同学们自主完成下列问题，并将结果反馈.1.安培力指的是磁场对__________的作用力.安培力判断的方法是____定则.2.洛伦兹力：磁场对的作用力叫做洛伦兹力.是为了纪念__________物理学家______________而命名的.3.电流在磁场中受到安培力作用，安培力可以看作是_______________所受_______________的宏观表现.4.洛仑兹力的方向判定——用判定.四指指向与________电荷的运动方向相同，与_______电荷的运动方向相反.5.洛仑兹力的大小： f = ，其中θ是带电粒子的运动方向与磁场方向的夹角.（1）当θ=90°时，即v的方向与B的方向垂直时，f= ，这种情况下洛仑兹力最 . （2）当θ=0°时，即v的方向与B的方向平行时，f= ，洛仑兹力最小.（3）当v=0时，即电荷与磁场无相对运动时，f= ，这表明了一个重要结论：磁场只对相对于磁场运动的电荷有作用力，而对相对于磁场静止的电荷没有作用力.6.洛仑兹力不做功：由于洛仑兹力总是垂直于电荷运动方向，因此洛仑兹力总是做功.它只能改变运动电荷的速度，不能改变运动电荷的速度（或动能）.第二部分．合作探究：环节一：实验探究----探究洛伦兹力存在与否，并研究洛伦兹力的方向.【观察一】结合课本87页3-5-2与3-5-3装置进行实验.并思考下面问题.【思考一】1.在没有加磁场时，电子束的运动轨迹是怎样的？2.将磁铁靠近阴极射线管，电子束的运动轨迹有什么变化？3.改变磁场方向，电子束的运动轨迹又将怎样变化？【活动一】请同学们通过实验观察，以图示的形式，记录实验过程，展示在黑板上.【讨论一】请同学们根据黑板展示的图示，讨论下面问题，并展示.1.洛伦兹力的方向与电荷运动的方向和磁场方向有怎样的关系呢？2.怎样运用左手定则判断正负电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向呢？3.洛伦兹力的方向对电荷的运动起到怎样的作用？4.洛伦兹力对在磁场中运动的带电粒子是否做功？为什么？【核心笔记】1.洛伦兹力的方向_______于电荷运动的方向，_______于磁感应强度的方向.2.利用________判断洛伦兹力.四指指向_____电荷的运动方向，与____电荷运动电荷方向相反.3.洛伦兹力只改变电荷的_________,不改变______________,所以洛伦兹力对运动电荷【课堂训练一】如图所示，试判断带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向？环节二：分析论证洛伦兹力的大小.【活动二】理论探究：推导洛伦兹力大小的计算公式，并标注计算公式中各物理量的意义和单位：（请同学们阅读88-89页，尝试由安培力的表达式推导出洛伦兹力的表达式,建议你按照以下逻辑线索前进）讲解提示：设有一段长度为L的通电导线，横截面积为S，单位体积中含有的自由电荷数为n，每个自由电荷的带电量为q，自由电荷定向移动的平均速率为v，将这段导线垂直于磁场方向放入磁感应强度为B 的匀强磁场中.试分析：1.这段导体中含有的自由电荷数量？分析：N= ____________________2.电流强度I 的微观表达式是什么？分析：I=___________________3.这段导体所受的安培力为多大？分析：F= __________________4.每个自由电荷所受的洛伦兹力大小为多大？分析：f= ____________________________________________________________【讨论二】1.当速度v方向与磁感应强度B的方向的夹角为0时，洛伦兹力又是多大？2.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θ，则电荷所受的洛伦兹力为多大？【核心笔记】洛伦兹力的表达式：___________________适用条件：________________________1.当v=0时，f= .2.当v平行于B时，f= ，洛仑兹力最小.3.当v垂直于B时，f= ，洛仑兹力最大.4.当带电粒子的运动方向与磁场方向的夹角是时，f= (较低要求).环节三：迁移应用（提示：以下类型题，同学们可以讨论交流，各组交流展示）【课堂训练二】洛伦兹力的大小和方向在图所示的各图中，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．环节四：总结归纳【小结】本节课我学了哪些知识？【当堂测试】见附页【课后作业】（一）想一想：如果运动电荷只受洛伦兹力作用，它将做什么样的运动？（二）做一做：请你找出洛伦兹力在生产生活中应用的实例，并分析说明之.（三）读一读：探究性学习1.请阅读人教版必修2语文课本《神奇的极光--曹冲》思考：地磁场的洛伦兹力对极光的产生有怎样的作用？2.阅读《中学物理教学参考》2001年第3期17页《安培力做功的微观解释》思考：既然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，为什么安培力做功，但是洛伦兹力却不做功？2013年12月19日编制§3.5《探究洛伦兹力》当堂测试（考试时间 5分钟，每小题20分，满分100分）班别________ 姓名___________ 得分________温馨提示：1-3为单项选择题，只有一个答案正确，4题为双选题，5题是计算题.1．如图所示，带正电的粒子q(不计重力)，水平向左进人匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外．该粒子将（） A ．向上偏转B ．向下偏转C ．垂直纸面向里偏转D ．垂直纸面向外偏转2．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，正确的是( )A ．f 、B 、v 三者必定两两相互垂直B ．f 一定垂直于B 、v ，但v 不一定垂直于BC ．B 必定垂直于f 、v ，但f 不一定垂直于vD ．v 必定垂直于f 、B ，但f 不一定垂直于B3．带电量为＋q 的粒子，在匀强磁场中运动，下面说法中正确的是 ( )A ．只要速度大小相同，所受洛伦兹力就相同B ．带电粒子受到洛伦兹力越小，则该磁场的磁感应强度就越小C ．只要带电粒子在磁场中运动，它一定受到洛伦兹力作用D ．如果把＋q 改为－q ，且速度也反向但速度大小不变，则洛伦兹力的大小、方向均不变4．（双选）有关洛伦兹力的理解，下列说法正确的是 ( )A ．在磁感应强度为零的地方，运动电荷一定不受到洛伦兹力的作用B ．运动电荷在某处不受洛伦兹力作用，则该处的磁感应强度一定为零C ．洛伦兹力既不能改变带电粒子的动能，也不能改变带电粒子的运动状态D ．洛伦兹力对带电粒子一定不做功5. 如图所示，运动电荷的电荷量q =2×10-8 C ，电性图中已标明，运动速度v =4×105m/s ，匀强磁场的磁感应强度B=0.5 T ，请在图中画出该电荷受到的洛伦兹力方向，并求出洛伦兹力的大小.解：+qB第五届广雅杯课堂大赛教学反思：见附页。

3.5洛伦兹力(人教版)

复习回顾
θ为B和I 之间的夹角
B B1
B2
θ
1、磁场对通电导线的作用力大小： F ILB sin 安培力: 方向：左手定则运用左手定则判断安培力的方向
B F B
I
I
30 °
I
F
为什么磁场对通电导线有作用力？
复习回顾
1、磁场对通电导线的作用力大小： F ILB sin 安培力: 方向：左手定则
B
D．带电粒子速度方向不变
课堂练习
电荷量为＋q的粒子在匀强磁场中运动，下列说法正确的是( )
B
A．只要速度大小相同，所受洛伦兹力就相同 B．如果把＋q改为-q，且速度反向，大小不变，则洛伦兹力的大小方向不变 C．洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直，磁场方向一定与电荷运动方向垂直 D．粒子的速度一定变化
显像管的工作原理：
课堂练习
来自宇宙的质子流，以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点，则这些质子在进入地球周围的空间时，将( B ) A．竖直向下沿直线射向地面 B．相对于预定地面向东偏转 C．相对于预定点稍向西偏转 D．相对于预定点稍向北偏转
V
课堂练习
当一带正电q的粒子以速度v沿螺线管中轴线进入该通电螺线管,若不计重力,则（ CD ） A．带电粒子速度大小改变 B．带电粒子速度方向改变 C．带电粒子速度大小不变
v
F安 ILB B(nqvS) L （3）这段导线内的自由电荷数 N nSL
（4）每个电荷所受的洛伦兹力
I v
F
v
v
F安 B(nqvS) L F洛 qvB N nSL
洛伦兹力大小
电荷量为q的粒子以速度v运动时,如果速度方向与磁感应强度方向垂直,那么粒子所受的洛伦兹B

物理：3.5《磁场对运动电荷的作用力》基础知识讲解课件(新人教版选修3-1)

二、对洛伦兹力大小的理解 1．公式推导．设导体内单位长度上自由电荷数为n，自由电荷的电荷量为q，数为，自由电荷的电荷量为，定向移动的速度为v，设长度为L的导向移动的速度为，设长度为的导线中的自由电荷在t秒内全部通过截线中的自由电荷在秒内全部通过截所示，面 A，如图－ 5－ 2所示，设通过的，如图3－－所示电荷量为Q，电荷量为，图3－5－2 －－
图3－5－1 －－ 2．磁场对运动电荷有力的作用，人们称这种力为．磁场对运动电荷有力的作用，洛伦兹力．
二、洛伦兹力的方向和大小 1．洛伦兹力的方向．可以用左手定则判定：伸开左手，使拇指与其余可以用左手定则判定：伸开左手，四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内，让磁感四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内，线从掌心进入，运动的方向，进入，并使四指指向正电荷运动的方向，
一、洛伦兹力 1．演示实验：电子射线管发出的电子束，如图甲．演示实验：电子射线管发出的电子束，中的径迹是一条直线．把电子射线管放在蹄形磁铁的磁场中，如图－－乙中电子束的径迹向磁场中，如图3－5－1乙中电子束的径迹向下发生了偏若调换磁铁南北极的位置，转，若调换磁铁南北极的位置，则电子束的径迹会向上偏转．偏转．
三、带电粒子在复合场中的直线运动 1．复合场一般包括重力场、电场和磁场三种场的．复合场一般包括重力场、任意两种场复合或三种场复合．任意两种场复合或三种场复合． 2．带电粒子在复合场中运动的分析方法和思路． (1)正确进行受力分析，除重力、弹力、摩擦力外正确进行受力分析，除重力、弹力、正确进行受力分析要特别注意电场力和洛伦兹力的分析．要特别注意电场力和洛伦兹力的分析． (2)确定带电粒子的运动状态，注意运动情况和受确定带电粒子的运动状态，确定带电粒子的运动状态力情况的结合．力情况的结合．

人教版高二物理选修3-1第三章 3.5运动电荷在磁场中受到的力(17张PPT)

(1)该发电机哪个是正极？ (2)离子的速率为多少？
上极板 200 m/s
3.霍尔效应
• 当电流垂直于外磁场方向通过导体时,在垂直于磁场和电流方向的导体的两个端面之间出现电势差的现象称为霍尔效应,该电势差称为霍尔电势差（霍尔电压）
如图：导体高h,宽d, 通入如图的电流I, 加如图的磁场B
D．只将电流I减小为原来的一半，则上、下表面之间的电势差
大小变为U/2
3.摆长为L的单摆在匀强磁场中摆动，摆动中摆线始终绷紧，若摆球带正电，电量为q，质量为m，磁感应强度为B，当小球摆到最低处，摆线上拉力T多大？
1.当摆球向右摆时，
3mg 2mg cos Bq 2gL1cos
2.当摆球向左摆时，
3mg 2mg cos +Bq 2gL1cos
4.质量为m，带电量为q的微粒，以速度v与水平
方向成45°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、重力场的共同作用下做匀速直线运动，求： (1) 该带电粒子带何种电荷,电场强度的大小. (2)磁感应强度的大小．
【答案】
3、要是电子打从A点向B点逐渐移动,偏转磁场应该
怎样变化？先垂直纸面向外并逐渐减小,
后垂直纸面向里并逐渐增大.
3.电视显像管中的扫描
在电视显像管的偏转区中存在水平方向和竖直方向强弱和方向都在不断变化的偏转磁场，于是，电子枪发出的电子束在荧光屏上的发光点不断移动，对图像进行扫描，扫描的路线如图所示，从a开始，逐行进行，直到b，且每秒要进行50场扫描，结果，我们就感觉到荧光屏上整个都发光了。
V⊥BF洛=qVB源自V∥BF洛= 04.洛伦兹力的特点：
(1)、洛伦兹力的方向总是既垂直于速度,又垂直于磁场, 即垂直于V和B所组成的平面总是:F⊥V F⊥B F⊥SVB

3.5探究洛伦兹力

练习 1．（双选）运动电荷进入磁场后(无其它场)，可能做( A．匀速圆周运动 B．匀速直线运动 C．匀加速直线运动 D．平抛运动解析：电荷在磁场中受到的洛伦兹力方向时刻与速度方向垂直，则运动电荷做匀速圆周运动或螺旋圆周运动．则A正确；当电荷的速度方向与磁场方向平行时，电荷不受力的作用，保持原来的运动状态做匀速直线运动，B正确。答案：AB )
三、磁场对运动电荷的作用
1．圆心的确定
如何确定圆心是解决问题的前提，也是解题的关键．首先，应有一个最基本的思路：即圆心一定在与速度方向垂直的直线上．圆心位置的确定通常有两种方法：
①已知入射方向和出射方向时，可通过入射点和出射点分别作垂直于入射方向和出射方向的直线，两条直线的交点就是圆弧轨道的圆心(如图(1)所示，图中 P为入射点，M为出射点)．
可能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。
虽不等价但本质相同
F
I=Ni
i i i
I
F=Nf
f f f
i
i
i
I=NiBiblioteka 把安培力看作是大量运动电荷所受洛仑兹力的合力
S
分析认证：
L
n:单位体积内的电荷数 S:导体截面积 V:电荷运动速度 q:电荷的电量
LSn ,这些电荷 1.在长L的体积内的电荷数为N=______ L/v 完全通过截面积S的时间t=_______, nqSv 长度为L的导线 2.通过导线的电流强度I=________ BvqLSn 所受的安培力F=_________ 3.电量为q,速度为v在垂直磁场(磁感应强度为B) Bvq 中运动受到的洛仑兹力f=_______

高二物理洛伦兹力课件新课标人教

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3.5洛伦兹力

课堂检测
1、D
2、B
3、A C 4、B 6
7,
1.6X10-13
B
洛伦兹力方向的讨论
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；如果同时让两个因素相反，则洛伦兹力方向将不变． 2．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．
点评小组
6B1 7B1
探究一 1. 2 练习1 小结前黑板左探究一例1 前黑板中
探究二
探究三探究三
练2 、练3
例题2 小结练4 5
前黑板右
后黑板中后黑板右
3组C2
4组C1 5组C1
8B1
9B1 10B1
课堂小结（2分钟）
一、洛伦兹力的定义左手定则洛伦兹力与磁场方向与电荷运动方向关系洛伦兹力大小二、速度选择器
只有当带电粒子所受的电场力与洛伦兹力平衡时，即 qvB＝qE，
粒子才能直线穿过，否则就会偏转．
(2)由于洛伦兹力方向与速度方向垂直，电场力方向与场强在一直线上，要保证粒子沿直线运动不偏转，速度选择器中的匀强磁场与匀强电场必须垂直正交．
(3)速度选择器选择的是粒子的速度大小，与其他因素无
关．只要粒子的速度v＝，若从同一侧带正电粒子能沿直线
第五节
研究洛伦兹力
2012.11
学习目标
• 【学习目标】1.知道什么是洛伦兹力，知道洛伦兹力
• • • •
与安培力的关系． 2.会用左手定则判断洛伦兹力的方向． 3.理解洛伦兹力的大小计算公式，并会用其进行计算． 4.理解速度选择器的工作原用左手定则会判断洛伦兹力的方向。2、掌握垂直进入磁

高二物理课件洛伦兹力课件新课标人教版

qB
2m
以上关系表明，尽管速率大的粒子在
大半径的圆周上运动，速率小的粒子在小半径
的圆周上运动，但它们运行一周所需要的时间
却都是相等的。这个重要结论是回旋加速器的
理论依据。
(1)粒子的初速v垂直于B
R
f
+
q, m
v0
(2)普通情形
普遍情形下，v与B成任意夹角θ。如图，
v∥=vcosθ,v⊥=vsinθ.若只有v⊥分量，粒子将
在垂直于B的平面内作匀速圆周运动；若只有
v∥分量，磁场对粒子没有作用力，粒子将沿B
的方向（或其反方向）作匀速直线运动。当两
个分量同时存在时，粒子的轨迹将成为一条螺
旋线。其螺距
h //
v//T
2 m（v c粒os子每回转一
qB
周时前进的距离）为，它与v⊥分量无关。
(2)普通情形
核质比的测定利用电子（或其它带电粒子）在磁场中偏转的特性，可以测定出它们的电荷与质量
磁场使阴极射线偏转的演示
洛伦兹力 Lorentz force
洛伦兹力: 运动电荷在磁场中所受的力。实验证明，
运动带电粒子在磁场中受的力F与粒子的电荷q、它
的速度v、磁感应强度B有如下关系：
。按
照矢径的定义，上式表明，F的大小
为:
，θ为v与B之间的夹角；F的方向与
v和B构成的平面垂直（如图）。而且F的方向与电
形区域里，可由管外的电磁铁产生一方向垂直纸面的
磁场。适当调节电场与磁场的强度，可使它们作用在电子上的力达到平衡即 eE=evB,或v=E/B。由E和B的数值可以测出电子流的速度v。再将电场切断，电子束在磁场区内将沿圆弧运动，R=mv/qB，因而电子的何质比为，半径R可以直接从仪器上来确定。

3.5洛伦兹力的应用

二．回旋加速器
最大速度
Bq vm R m
工作原理
v3
Ⅰ
● ● ● ●
v1
●
●
●
●
●
●
＋－ ~ －＋
Ⅱ
v4
v2
v0
特点：（1）粒子在D形盒内作匀速圆周运动，由 qvB=mv2/r得v=qBr/m，当r达最大值R时，vm=qBR/m，故动能最大值 q2 B2r 2
Ek=
n
2m
（2）粒子每经过两D形盒间隙，就被加速一次，设共经过n次加速，则nqU=EK，可得n= .
带电粒子在匀强磁场的运动：
半径：
周期：
mv mv R qvB qB R 2R 2m T v qB
2
基本方法：根据过程画轨迹→确定圆心→几何法或半径公式求半径→匀速圆周运动规律结合平面几何知识求解
§3-5．洛伦兹力的应用
一．速度选择器加速器质谱仪
U ① × × × ② × × × B1， E × × ×
c
o
v0
a b
v2 2v v
2 0
2 1
速度选择器：
（1）任何一个正交的匀强磁场和匀强电场组成速度选择器。（2）带电粒子必须以唯一确定的速度（包括大小、方向）才能匀速（或者说
＋＋＋＋＋＋＋
v
－－－－―――
沿直线）通过速度选择器。否则将发生
偏转。即有确定的入口和出口。
（3）这个结论与粒子带何种电荷、电荷多少都无关。
U Bvd
例：如图所示的磁流体发电机，已知横截面积为矩形的管道长为l，宽为a,高为b，上下两个侧面是绝缘体，前后两个侧面是电阻可忽略的导体，分别与负载电阻R 的一端相连，整个装置放在垂直于上、下两个侧面的匀强磁场中，磁感应强度为B。含有正、负带电粒子的电离气体持续匀速地流经管道，假设横截面积上各点流速相同，已知流速与电离气体所受的摩擦力成正比，且无论有无磁场存在时，都维持管两端电离气体的压 B 强差为P。如果无磁场存在时电离气体的流速为v0，那么有磁场存在时 b ，此磁液体发电机的电动势E的大小是多少？已知电离气体的平 R v 均电阻率为ρ。 a

人教版高中物理选修31：第三章 3.5 运动电荷在磁场中受到的力课件

二、洛伦兹力与电场力的比较
评
是带电粒子在两种不同的场中受到的力，反映了磁场和
电场的力的性质，但这两种力的区别也是十分明显的。
洛伦兹力
电场力
作用对象
仅在运动电荷的速度方向带电粒子只要处在电场
与 B 不平行时，运动电荷才中，一定受到电场力
受到洛伦兹力
F＝qvBsinθ，方向与 B 垂
大Байду номын сангаас、
F＝qE，F 的方向与 E
2．原理 (1)电子枪__发__射_电__子_____。 (2)电子束在磁场中__偏__转__。 (3)荧光屏被电子束撞击发光。 3．扫描：在偏转区的水平方向和竖直方向都有偏转磁场，其方向、强弱都在_不__断__变__化___，使得电子束打在荧光屏上的光点从上向下、从左向右不断移动。 4．偏转线圈：使电子束偏转的磁场是由两 __对__线__圈__产生的。
第三章：磁场
§3.5 运动电荷在磁场中受到的力
★复习：
导
◆.磁场对电流有力的作用 ------(安培力FA)
◆.电荷的定向移动形成 ------(电流I)
I
分析:我们已经知道磁场对电流有力的作用，那么磁场对运动电荷有力的作用吗？
导
1.通过实验，观察阴极射线在磁场中的偏转，认识洛伦兹力。
2.会判断洛伦兹力的方向，会计算洛伦兹力的大小。 3.了解电子束的磁偏转原理以及在科学技术中的应
例2.电子以速率V0垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，则（ AC ）
A、磁场对电子的作用力始终不做功 B、磁场对电子的作用力始终不变 C、电子的动能始终不变 D、电子的动量始终不变
例3.如图所示，一个质量为m，电荷量为q的
B

高中物理 3.5洛伦兹力详解

高中物理| 3.5洛伦兹力详解洛伦兹力01公式推导已知长为l的直导线通有电流I时，在方向垂直于导线的磁场中受到的安培力为F＝BIl，其中B为磁感强度，试由此公式导出单个运动电荷在磁场中所受的洛伦兹力f的表达式。

令长为l的一段直导线，其中的电流强度为I，处在磁场强度为B的磁场中，导线与磁场垂直，则磁场作用于这段导线上的安培力的大小为：F＝BIL ①设此导线的截面积为S，其中每单位体积中有n个自由电荷，每个自由电荷的电量为q，定向运动的速度为v，在所考查的某一截面前方的一段长为v△t，截面积为S的柱体中的自由电荷经过△t时间，便全部通过所考察的截面，这柱体的体积为Sv△t，其中的自由电荷数为nSv△t，故△t 时间内通过所考察截面的电量△Q=qnSv△t②于是通过导线的电流强度③将式③代入①，得④式④中lS为受安培力作用的那段导线的体积，nlS为其中的自由电荷的总数，式④表示F是作用在nlS个自由电荷上的合力，每个自由电荷的电量为q，运动速度为v，于是磁场对每个自由电荷的作用力，即f=qvB。

在一般情况下，当电荷运动方向与磁场的方向夹角为Θ时，当v⊥B时，F=qvB当v∥B时，F=0这就是磁场对一个运动电荷的作用力，即洛伦兹力。

02特点洛伦兹力的方向与电荷运动方向和磁场方向都垂直，洛伦兹力只改变带电粒子的运动方向，不改变速度的大小，对电荷不做功。

03洛伦兹力与安培力的关系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。

电流是带电粒子定向运动形成的，通电导线在磁场中受到磁场力（安培力）的作用，揭示了带电粒子在磁场中运动时要受磁场力作用的本质。

大小关系F安=NF洛。

式中的N是导体中的定向运动的电荷数。

04洛伦兹力的方向洛伦兹力的方向可用左手定则来判断：伸开左手，使大拇指与其余四指垂直，并且都与手掌在同一平面内；让磁感线垂直穿过手心，若四指指向正电荷运动的方向，则大拇指所指的方向就是正电荷所受的洛伦兹力的方向。

3.5 研究洛伦兹力12-4

练习
2、电子的速率v=3.0×106m/s，沿着与磁场垂直的方向射入B=0.10T的匀强磁场中，它受到的洛伦兹力是多大？
解：
F=qvB=1.6×10-19×3.0×106×0.10 =4.8×10-14N
电视显像管的工作原理
由实验可以看出，把蹄形磁铁放在显像管管颈位置，电子束的运动径迹会发生变化，荧光屏上的发光点位置也会发生变化。
洛伦兹力的方向和大小
注意：电流方向
与电子运动方向相反！
洛伦兹力的方向和大小
洛伦兹力的大小该如何表示呢？因为洛伦兹力宏观上表现为安培力，我们是否可以从安培力的表达式F=ILBsinθ导出洛伦兹力的表达式呢？
洛伦兹力的方向和大小
如图：设导线中每个带电粒子定向移动的速度都是v，单位体积的粒子数为n nvtsq 则：I= =nvsq t F安=ILBsinθ=nvsq· vt· Bsin θ nvsq· vt· Bsin θ =qvB sin θ 单个粒子所受的力：F洛= nvts
小结
1、运动电荷在磁场中所受的力称为洛伦兹力 2、安培力是洛伦兹力的宏观表现，所以洛伦兹力的方向也可以用左手定则来判定 3、洛伦兹力的大小的一般表达式为：F=qvBsinθ 4 、安培力是洛伦兹力的宏观表现，洛伦兹力是安培力的微观反映
作业：如图所示，一根水平光滑的绝缘直槽轨连接一个竖直放置的半径为R＝0.50m的绝缘光滑槽轨．槽轨处在垂直纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度B＝0.50T.有一个质量m＝0.10g，带电量为q＝＋1.6×10－3C的小球在水平轨道上向右运动．若小球恰好能通过最高点，重力加速度g＝10m/s2.试求： (1)小球在最高点所受的洛伦兹力F； (2)小球的初速度v0.

【物理】3.5 磁场对运动电荷的作用力课件(人教版选修3-1)

讨论:①当v⊥B时,θ=90°,sinθ=1,所以洛伦兹力f=qvB,即运动
方向与磁场垂直时,洛伦兹力最大. ②当v∥B时,θ=0°,洛伦兹力f=0,即运动方向与磁场方向平行时,不受洛伦兹力.
二､洛伦兹力的应用
1.电视显像管的工作原理
(1)构造如图
(2)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
带电荷量是+q,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磁场中,电场强度是E,磁感应强度是B,小球与棒的动摩擦因数为μ,求小球由静止沿棒下落的最大加速度和最大速度.
解析:此类问题属于涉及加速度的力学问题,必须得用牛顿第二定律解决,小球受力分析如右图所示,根据牛顿第二定律列出方程有
三､电视机显像管的工作原理
扫描:电视机显像管应用了电子束磁偏转的原理,使电子束
偏转的磁场是由两个线圈产生的,叫做偏转线圈,为了与显
像管的管颈贴在一起,偏转线圈做成了鞍形.
知识梳理图
课堂互动探究
一､洛伦兹力
1.洛伦兹力的定义
定义:磁场对运动电荷的作用力叫做洛伦兹力.
2.洛伦兹力的方向的判断方法——左手定则
二､洛伦兹力大小的计算
例2:质量为0.1 g的小物块,带有5×10-4 C的电荷量,放在倾角
为30°的绝缘光滑斜面上,整个斜面置于0.5 T的匀强磁场
中,磁场方向如右图所示,物块由静止开始下滑,滑到某一位置时,物块开始离开斜面(设斜面足够长,g取10 m/s2),问:
(1)物块带何种电荷? (2)物块离开斜面时的速度为多少? (3)物块在斜面上滑行的最大距离是多少?
如果宇宙射线到达地球,将对地球上的生物带来危害.所幸的是由

洛伦兹力的应用(教案)

3.5洛伦兹力的应用一、教学目标（一）知识与技能1．知道质谱仪的构造及原理2．能推到质谱仪测比荷的表达式3．理解速度选择器的平衡条件4．理解霍尔效应、磁流体发电机、电磁流量计的原理（二）过程与方法1．使学生参与分析过程，体会带电粒子的运动2．通过观察、类比分析，使学生理解和掌握霍尔效应、磁流体发电机、电磁流量计的原理3．通过分析仪器原理感受“知识”向“应用”的升华（三）情感、态度与价值观1．培养学生探究物理现象的兴趣，提高综合学习能力2．使学生感受分工合作精神的重要性。

二、教学重点1．质谱仪的构造及原理2．受力分析及运动分析3．左手定则的使用三、教学难点带电粒子的受力分析，运动过程分析四、教学方法小组讨论、讲授法五、教学过程教学程序教师行为学生活动设计意图新课引入介绍荷质比，及科学家JJ汤姆孙通过测量阴极射线管的荷质比发现电子，获得诺贝尔物理学奖。

聆听教师讲解介绍物理学史，激发学生的学习兴趣质谱仪结合质谱仪的原理图，分析每个部件的作用及特点。

粒子从狭缝S1进来，S1S2S3在同一直线上，故粒子前两个阶段作直线运动，分析在S1S2之间应做匀加速直线运动，S1S2之间的电场起到了加速粒子的作用。

请同学思考在S2S3之间作何种直线运动？能写出什么方程？故S2S3之间电场磁场叠加区域起到了速度选择的作用，相当于一个速度选择器。

出了S3的粒子进入磁场区域发生偏转，做圆周运动打在照相底片上。

S3区域主要作用是使粒子发生偏转。

结合偏转方向利用左手定则判断出该粒子应该带正电。

根据圆周运动的向心力特点，结合结合关系推导出荷质比的表达式。

介绍阿斯顿获诺贝尔奖参与推导过程，思考并感受质谱仪测比荷的推导过程。

思考并回答以下几个问题：1.P1、P2之间的电场方向？2.粒子通过S2、S3之间做匀速直线运动的条件是？3.已知B1、B2及电场强度E的大小，粒子打在照相底片的位置与S3的距离为L，粒子的比荷是多少？学生通过分析推导出表达式，感受平衡条件的使用。

人教版高一上册物理知识点归纳笔记

人教版高一上册物理知识点归纳笔记1.人教版高一上册物理知识点归纳笔记篇一洛伦兹力磁场对运动电荷的作用力，叫做洛伦兹力。

1.洛仑兹力的方向由左手定则判断：伸开左手让大拇指和其余四指共面且垂直，把左手放入磁场中，让磁感线垂直穿过手心，四指为正电荷运动方向(与负电荷运动方向相反)大拇指所指方向就是洛仑兹力的方向;(1)洛仑兹力F一定和B、V决定的平面垂直。

(2)洛仑兹力只改变速度的方向而不改变其大小(3)洛伦兹力永远不做功。

2.洛伦兹力的大小(1)当v平行于B时：F=0(2)当v垂直于B时：F=qvB2.人教版高一上册物理知识点归纳笔记篇二电场产生电荷的方式1.摩擦起电：(1)正点荷：用绸子摩擦过的玻璃棒所带电荷;(2)负电荷:用毛皮摩擦过的橡胶棒所带电荷;(3)实质：电子从一物体转移到另一物体;2.接触起电：(1)实质：电荷从一物体移到另一物体;(2)两个完全相同的物体相互接触后电荷平分;(3)电荷的中和：等量的异种电荷相互接触，电荷相合抵消而对外不显电性，这种现象叫电荷的中和;3.感应起电：把电荷移近不带电的导体，可以使导体带电;(1)电荷的基本性质：同种电荷相互排斥、异种电荷相互吸引;(2)实质：使导体的电荷从一部分移到另一部分;(3)感应起电时，导体离电荷近的一端带异种电荷，远端带同种电荷;4.电荷的基本性质：能吸引轻小物体;电荷守恒定律电荷既不能被创生，亦不能被消失，它只能从一个物体转移到另一物体，或者从物体的一部分转移到另一部分;在转移过程中，电荷的总量不变。

3.人教版高一上册物理知识点归纳笔记篇三重力势能物体的重力势能等于物体的重量和它的速度的乘积。

1.重力势能用EP来表示;2.重力势能的数学表达式：EP=mgh;3.重力势能是标量，其国际单位是焦耳;4.重力势能具有相对性：其大小和所选参考系有关;5.重力做功与重力势能间的关系(1)物体被举高，重力做负功，重力势能增加;(2)物体下落，重力做正功，重力势能减小;(3)重力做的功只与物体初、末为置的高度有关，与物体运动的路径无关4.人教版高一上册物理知识点归纳笔记篇四牛顿定律1.牛顿第一定律(惯性定律)：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种做状态为止。

人教版高中物理选修3-1导学案：3.5.1洛伦兹力(应用)

3.5运动电荷在磁场中受的力（应用）学习目标：1、会判断洛伦兹力的方向和大小2、应用洛伦兹力解决实际问题一.速度选择器（阅读课本98页第3题）在平行板器件中，电场强度E和磁感应强度B相互垂直，具有不同水平速度的带电粒子射入后发生偏转的情况不同。

这种装置能把具有某一特定速度的粒子选择出来，匀速（或者说沿直线）通过,所以叫速度选择器。

原理; 分析带电粒子的受力（粒子的重力可忽略不计）要做直线运动二力必须满足：速度必须满足：思考：1.其他条件不变，把粒子改为负电荷，能直线通过吗？2.电场、磁场方向不变，粒子从右向左运动，能直线通过吗3.若速度小于这一速度？4.若大于这一速度练习1．如图所示，一速度为v，电量为q的正离子恰能直线飞出离子速度选择器，选择器中磁感强度为B，电场强度为E，下列说法正确的是（）1、若改为电量--q 的离子，将往上偏（其它不变）；2、若速度变为2v，将往上偏（其它不变）；3、若改为+2q的离子，将往下偏（其它不变）；4、若速度改为v/2 将往下偏（其它不变）。

A、①③B、①④C、②③D、②④练习2、在方向如图7所示的匀强电场（场强为E）和匀强磁场（磁感应强度为B）共存的场区，一电子沿垂直电场线和磁感线方向以速度v0 射入场区，则( )A．若v0＞E/B，电子沿轨迹Ⅰ运动，射出场区时，速度v＞v0B．若v0＞E/B，电子沿轨迹Ⅱ运动，射出场区时，速度v＜v0C．若v0＜E/B，电子沿轨迹Ⅰ运动，射出场区时，速度v＞v0D．若v0＜E/B，电子沿轨迹Ⅱ运动，射出场区时，速度v＜v0二．磁流体发电机(看课本P98页第4题)1.图中AB板哪一个是电源的正极图7BEⅠⅡ2.此发电机的电动势？（两板距离为d ，磁感应强度为B ，等离子速度为v ，电量为q练习：设A 、B 平行金属板的面积为S ，相距L ，等离子体的电阻率为ρ，喷入气体速度为v ，板间磁场的磁感强度为B ，板外电阻为R ，当等离子气体匀速通过A 、B 板间时，A 、B 板上聚焦的电荷最多，板间电势差最大，即为电源电动势，求：(1)电源电动势（2）电源的内阻（3）此时通过R 的电流是多大？ (4)发电机的输出功率三、霍尔效应（阅读课本103页）将导体放在沿x 方向的匀强磁场中，并通有沿y 方向的电流时，导体在与磁场和电流垂直的方向上出现电势差，此现象称为霍尔效应。

3.5洛伦兹力(人教版)

3.5探究洛伦兹力

第05节研究洛伦兹力

3.5洛伦兹力(人教版)

物理：3.5《磁场对运动电荷的作用力》基础知识讲解课件(新人教版选修3-1)

人教版高二物理选修3-1第三章 3.5运动电荷在磁场中受到的力(17张PPT)

3.5探究洛伦兹力

高二物理洛伦兹力课件 新课标 人教

3.5洛伦兹力

高二物理课件 洛伦兹力课件 新课标 人教版

3.5洛伦兹力的应用

人教版高中物理选修31：第三章 3.5 运动电荷在磁场中受到的力 课件

高中物理 3.5洛伦兹力详解

3.5 研究洛伦兹力12-4

【物理】3.5 磁场对运动电荷的作用力 课件(人教版选修3-1)

洛伦兹力的应用(教案)

人教版高一上册物理知识点归纳笔记

人教版高中物理选修3-1导学案：3.5.1洛伦兹力(应用)

高二物理洛伦兹力课件新课标人教

高二物理课件洛伦兹力课件新课标人教版

人教版高中物理选修31：第三章 3.5 运动电荷在磁场中受到的力课件

【物理】3.5 磁场对运动电荷的作用力课件(人教版选修3-1)