第1章 第6节洛伦兹力初探

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3．如下图所示，阴极射线管在高压下会发射电子束，图1 直线 ．把阴极射线管放在蹄形磁铁 －6－1中电子束的径迹是______ 下 发生了偏转，若 的磁场中，图1－6－ 2中电子束的径迹向 ____ 调换磁铁南北极的位置，则电子束的径迹会向 ____ 上 偏转．可 洛伦兹力 的作用． 见，磁场对运动电荷会产生____________
解析 图． (1)半径
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如图所示为带电粒子运动的示意
带电粒子在磁场中受到的洛伦兹力 F＝qvB 提供粒子做匀 速圆周运动的向心力． v2 mv qvB＝m r ，所以 r＝ qB . 当粒子电荷量相同， 进入同一磁场做匀速圆周运动时，r∝mv，A 错 C 对．
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(2)周期 mv 2πr 由 r＝ qB 和 T＝ v 得 2πm T＝ qB . 带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期跟粒子的质 量、电荷量和磁感应强度三者有关，与动能无关， B 对 D 错．
B图带电粒子受力方向垂直纸面向外； C图带电粒子带负电，
D图带电粒子受力方向垂直纸面向里．
答案 向上 垂直纸面向外 带负电 垂直纸面向里
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在进行洛伦兹力的方向判断时，特别注意洛伦兹力既垂直 B 又垂直 v 的特点，也就是始终垂直于由 B 与 v 相交决定的平 面．当v⊥B时， F、B、 v两两垂直．当 v∥B时，找不到v与B 决定的平面，而此时F＝0.
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典例剖析
左手定则的应用 【例1】 试判断如图所示的各带电粒子所受洛伦兹力的方
向 或 带 电 粒 子 的 带 电 性 ： A__________ 、 B________ 、
C________、D________.
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解析
由左手定则判定：A图带电粒子受力的方向向上；
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第六节
洛伦兹力初探
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1．知道洛伦兹力的含义，知道影响洛伦兹力的因素． 2．会用左手定则解答有关带电粒子在磁场中运动方向的 问题． 3．了解电子束的磁偏转原理及其在技术中的应用.
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一、磁场对运动电荷的作用 洛伦兹力 ． 1．磁场对运动电荷的作用力是__________ 安培力 的作用，实际上是 2．通电导线在磁场中会受到 ________ 洛伦兹力 的________ 宏观 表现． 运动电荷在磁场中所受的___________
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(3) 电荷在以后的运动过程中所受的洛伦兹力有什么特 点？在这样的力的作用下电荷会做什么样的运动？ 电荷在运动过程中洛伦兹力的大小恒 定、方向时刻与电荷运动方向垂直，这个力 与物体做匀速圆周运动的向心力所起的效 果完全相同， 因此带电粒子将在垂直磁场方 向的某平面内做匀速圆周运动，如图 1－6 －3 所示．
电荷的正负决定，大小由电场强度和电荷量决定． 电荷在磁场中静止时不受洛伦兹力，运动时也不一定受洛 伦兹力．必须是电荷在磁场中运动且运动方向与磁场方向不平 行．洛伦兹力的大小不仅与磁场强弱、电荷量有关，还与运动
速度的大小及方向有关．洛伦兹力的方向不仅与磁场方向、电
荷正负有关，还与运动方向有关．
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解析
影响洛伦兹力大小的因素有电荷量、速度大小、磁
感应强度的大小及速度与磁感应强度的方向关系， A错； B中 由左手定则可知，洛伦兹力方向不变，由 F＝ qvB知大小也不 变，B正确；当磁场方向与运动方向平行时，F＝0，C错；磁 感应强度由磁场本身的性质决定，与洛伦兹力的大小无关，D 错．
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对洛伦兹力的理解
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【例 2】 带电荷量为＋ q的粒子，在匀强磁场中运动，下 面的说法中正确的是( ) A．只要速度大小相同，所受洛伦兹力就相同 B．如果把＋q改为－q，速度反向且大小不变，则洛
伦兹力的大小、方向均不变
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．带电粒子受到洛伦兹力越小，则该磁场的磁感应强度 越小
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三、磁偏转与显像管 电子束运动 方向或者发 1．磁偏转：借助于磁场改变 ______________ 生偏转的方法． 画面 的显示器． 2．显像管：能够显示各种________
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疑难突破
1．电荷在电场和磁场中受力特点的比较
电荷在电场中一定会受到静电力，受力方向由电场方向和
答案
B
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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带电粒子在磁场中做圆周运动问题 【例3】 (多选)两个粒子带电荷量相等，在同一匀强磁场 中只受安培力而做匀速圆周运动，则( )
A．若速率相等，则半径必相等
B．若质量相等，则周期必相等 C．若速度大小和质量的乘积大小相等，则半径必相等 D．若动能相等，则周期必相等
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答案
BC
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带电粒子垂直进入匀强磁场并只受洛伦兹力时，将会做匀 速圆周运动，这是因为洛伦兹力总与速度垂直，只改变速度方 向，不改变速度大小.
图 1－6－1
图 1－6－2
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二、洛伦兹力的方向——左手定则
左手 定则来判断运动电荷在磁场中受到的 1．可以用 ________
洛伦兹力的方向． 2．左手定则的要领：判断洛伦兹力的方向时，要特别注 相同 ，与负电荷运动的 意四指的指向与正电荷的运动方向________ 相反 磁场 的方向垂直、 方向__________ ．洛伦兹力的方向既与________ 电荷运动 的方向垂直，即与它们所决定的______ 平面 垂直． 又与__________ 3．特别注意：正电荷与负电荷在磁场中运动时所受洛伦 兹力的方向判断方法上的差异．
2．关于洛伦兹力的几个问题
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(1) 根据牛顿第二定律，洛伦兹力对电荷的运动将产生什
么样的作用？ 根据牛顿第二定律，洛伦兹力使电荷沿力的方向产生与速
度方向垂直的加速度，这个加速度将使电荷运动方向发生改
变． (2)洛伦兹力会不会使电荷速度大小发生改变？为什么？ 不会．因为洛伦兹力的方向总是与速度方向垂直，所以洛 伦兹力对电荷不做功，电荷的动能不变，所以速度大小不变．