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高物辅导系列(50)研究洛伦兹力和洛伦兹力的应用

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洛伦兹力的计算与应用

洛伦兹力的计算与应用

洛伦兹力的计算与应用导言洛伦兹力是描述运动带电粒子所受力的基本定律，它是电磁学中的重要概念。

我们生活中的许多现象都涉及洛伦兹力，比如电磁感应现象、电动机的工作原理等。

本文将从洛伦兹力的计算和应用两个方面展开讨论。

一、洛伦兹力的计算洛伦兹力的计算公式可以通过右手定则获得，即当电荷q以速度v 在磁感应强度B存在的磁场中运动时，所受的洛伦兹力F与速度v、电荷q和磁感应强度B的关系为：F = qv × B其中，"×"表示叉乘运算符。

该公式的表达形式在向量形式中更容易理解和表述。

当电荷和磁感应强度的方向相互垂直时，洛伦兹力的大小为：F = qvB这个公式可用于计算垂直方向上的洛伦兹力大小。

若电荷、速度和磁感应强度都不为零，则洛伦兹力的方向垂直于速度和磁感应强度的平面，并遵循右手定则。

二、洛伦兹力的应用1. 电磁感应现象洛伦兹力的应用之一就是电磁感应现象。

根据法拉第电磁感应定律，当导体中的磁通量发生变化时，将在导体中产生感应电动势。

而感应电动势的产生与洛伦兹力密切相关。

根据洛伦兹力的计算公式，我们可以推导出感应电动势的表达式：ε = BLv其中，ε表示感应电动势，B表示磁感应强度，L表示导体的长度，v表示导体在磁场中的速度。

这个公式告诉我们，感应电动势的大小与磁感应强度、导体长度以及导体运动速度有关。

通过合理安排磁场、导体和运动速度，我们可以利用洛伦兹力实现电磁感应现象，从而实现电能的转换和利用。

2. 电动机的工作原理洛伦兹力的应用之二是电动机的工作原理。

电动机是一种将电能转化为机械能的装置，它的核心是产生旋转力矩。

当通电导体置于磁场中并通过外加电源产生洛伦兹力时，导体将受到一对作用力。

由于每条导体边上的作用力的方向相反，它们会对导体产生一个扭矩。

这个扭矩将使导体绕一个轴线旋转，从而实现电动机的工作。

电动机的工作原理实质上是利用洛伦兹力产生的旋转力矩。

通过改变电流方向、调节磁场强度和调整导体形状，我们可以控制洛伦兹力的大小和方向，从而实现旋转方向的控制和机械能的转换。

洛伦兹力及其应用

洛伦兹力及其应用

宇宙中的洛伦兹力
• 从太阳或其他星体上， 时刻都有大量的高能粒 子流放出，称为宇宙射 线。这些高能粒子流， 如果都到达地球，将对 地球上的生物带来危害。
庆幸的是，地球周围存在地磁场，改变了宇宙射 线中带电粒子的运动方向，对宇宙射线起了一 定的阻挡作用。
思考：若在赤道平面内一束质子流垂直射向地球，将
偏向哪一方向？
（向东）
+
北
西
东
+
南F
（向东）
地球极光
震撼人心的极光
人类首次拍到南北极光“同放光彩”奇 景
• 太阳风是太阳喷射出的带电粒子，是一 束可以覆盖地球的强大的带电亚原子颗 粒流。太阳风在地球上空环绕地球流动， 以大约每秒400公里的速度撞击地球磁 场。地球磁场形如漏斗，尖端对着地球 的南北两个磁极，因此太阳发出的带电 粒子沿着地磁场这个“漏斗”沉降（偏 转），进入地球的两极地区。两极的高 层大气，受到太阳风的轰击后即太阳风 与大气原子冲撞后可以产生光芒，形成 极光。在南极地区形成的叫南极光。在 北极地区形成的叫北极光。
试判断下图中的带电粒子刚进入磁场时所受的洛
伦兹力的方向
B
fvBiblioteka vvf垂直纸面向外
1、可见：以相同速度进入同一磁场的正负电荷受到 的洛伦兹力方向相反。 2、安培力方向由左手定则判断。我们知道安培力的 方向既垂直于磁场方向，又垂直于电流方向，同样也 用左手定则判断洛伦兹力f的方向也既垂直于磁场B的 方向又垂直于电荷运动速度v的方向
回顾：磁场的产生与表现
1.磁极产生磁场，磁场对放入其中的磁极有力的作 用，用磁N极受到的磁场力方向来反映磁场的磁感 应强度方向
2. 电流产生磁场，磁场对放入其中的电流会有 力的作用，用单位长度单位电流垂直磁场放置 时的磁场力（安培力）来反映磁感应强度B大小

洛伦兹力的应用

洛伦兹力的应用

洛伦兹力的应用第3节【学习目标】洛伦兹力、圆周运动、圆心、半径、运动时间【学习重点】确定做匀速圆周运动的圆心【知识要点】一、基础知识：洛仑兹力叫洛仑兹力。

通电导线所受到的安培力实际上是作用在运动电荷上的洛仑兹力的。

洛仑兹力的方向用左手定则判定。

应用左手定则要注意：判定负电荷运动所受洛仑兹力的方向，应使四指指向电荷运动的方向。

洛仑兹力的方向总是既垂直于又垂直于，即总是垂直于所决定的平面。

但在这个平面内电荷运动方向和磁场方向却不一定垂直，当电荷运动方向与磁场方向不垂直时，应用左手定则不可能使四指指向电荷运动方向的同时让磁感线垂直穿入手心，这时只要磁感线从手心穿入即可。

洛仑兹力的大小f=，其中是带电粒子的运动方向与磁场方向的夹角。

当=90°，即v的方向与B的方向垂直时，f=，这种情况下洛仑兹力。

当=0°，即v的方向与B的方向平行时，f=最小。

当v=0，即电荷与磁场无相对运动时，f=，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，而对相对磁场静止的电荷没有作用力。

如何确立带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的圆心、半径及运动时间？圆心的确定。

因为洛伦兹力f指向圆心，根据f⊥v，画出粒子运动轨迹上任意两点的f的方向，其延长线的交点即为圆心。

半径的确定和计算。

圆心找到以后，自然就有了半径。

半径的计算一般是利用几何知识，常用解三角形的方法及圆心角等于圆弧上弦切角的两倍等知识。

在磁场中运动时间的确定。

利用圆心角与弦切角的关系，或者是四边形内角和等于360°计算出圆心角的大小，由公式t=×T可求出运动时间。

有时也用弧长与线速度的比。

如图所示，还应注意到：①速度的偏向角等于弧AB所对的圆心角。

②偏向角与弦切角的关系为：＜180°，=2；＞180°，=360°-2；注意圆周运动中有关对称规律如从同一直线边界射入的粒子，再从这一边射出时，速度与边界的夹角相等；在圆形磁场区域内，沿径向射入的粒子，必沿径向射出。

高中物理《洛伦兹力的应用》教学教案

高中物理《洛伦兹力的应用》教学教案

高中物理《洛伦兹力的应用》教学教案一、教学目标1. 让学生理解洛伦兹力的概念，知道洛伦兹力的大小、方向和作用点。

2. 让学生掌握洛伦兹力的计算方法，能够运用洛伦兹力解释实际问题。

3. 培养学生的实验操作能力，提高学生的科学思维能力。

二、教学内容1. 洛伦兹力的定义2. 洛伦兹力的大小和方向3. 洛伦兹力的计算方法4. 洛伦兹力的作用点5. 洛伦兹力在实际问题中的应用三、教学重点与难点1. 教学重点：洛伦兹力的概念、大小、方向、计算方法和作用点。

2. 教学难点：洛伦兹力的方向和计算方法。

四、教学方法1. 采用讲授法，讲解洛伦兹力的概念、大小、方向、计算方法和作用点。

2. 采用案例分析法，分析洛伦兹力在实际问题中的应用。

3. 采用实验法，让学生通过实验观察洛伦兹力的方向和作用点。

五、教学过程1. 导入：通过回顾磁场的基本概念，引导学生进入洛伦兹力的学习。

2. 新课讲解：讲解洛伦兹力的概念、大小、方向、计算方法和作用点。

3. 案例分析：分析洛伦兹力在实际问题中的应用，如电磁感应、电流的方向等。

4. 实验操作：安排学生进行洛伦兹力实验，观察洛伦兹力的方向和作用点。

5. 总结与拓展：总结本节课的主要内容，布置课后习题，引导学生进一步深入学习。

六、教学评估1. 课堂提问：通过提问了解学生对洛伦兹力概念、大小、方向、计算方法和作用点的掌握情况。

2. 实验报告：评估学生在实验中对洛伦兹力方向的观察和理解能力。

3. 课后习题：通过课后习题的完成情况，了解学生对课堂所学知识的巩固程度。

七、教学反思1. 反思教学内容：根据学生的掌握情况，调整教学内容，确保学生能够系统地掌握洛伦兹力的相关知识。

2. 反思教学方法：根据学生的反馈，调整教学方法，提高教学效果。

3. 反思教学过程：总结课堂教学的优点和不足，改进教学过程，提高教学质量。

八、课后作业1. 请简述洛伦兹力的概念及其大小、方向、作用点。

2. 请举例说明洛伦兹力在实际问题中的应用。

《洛伦兹力的应用》 讲义

《洛伦兹力的应用》 讲义

《洛伦兹力的应用》讲义一、什么是洛伦兹力在物理学中，洛伦兹力是指运动电荷在磁场中所受到的力。

当一个带电粒子以速度 v 在磁场 B 中运动时，它所受到的洛伦兹力 F 的大小可以用公式 F ＝qvBsinθ 来计算，其中 q 是粒子的电荷量，θ 是速度 v 与磁场 B 的夹角。

洛伦兹力的方向始终与电荷运动的方向和磁场的方向垂直，遵循左手定则。

伸出左手，让磁感线穿过掌心，四指指向正电荷运动的方向（或负电荷运动的反方向），那么大拇指所指的方向就是洛伦兹力的方向。

二、洛伦兹力的特点1、洛伦兹力永不做功这是因为洛伦兹力始终与电荷的运动方向垂直，所以它只会改变电荷的运动方向，而不会改变电荷的速度大小，也就不会对电荷做功。

2、洛伦兹力只作用于运动电荷静止的电荷在磁场中不会受到洛伦兹力的作用。

三、洛伦兹力的应用1、质谱仪质谱仪是一种用于测量带电粒子质量和比荷的仪器。

它的基本原理就是利用洛伦兹力。

在质谱仪中，带电粒子先经过加速电场加速，获得一定的速度。

然后进入磁场，由于不同粒子的比荷不同，它们在磁场中做圆周运动的半径也不同。

通过测量粒子做圆周运动的半径，就可以计算出粒子的质量和比荷。

质谱仪在化学分析、核物理学、医学等领域都有广泛的应用。

例如，在化学分析中，可以用来确定化合物的成分和结构；在医学中，可以用于检测生物分子的质量和浓度。

2、回旋加速器回旋加速器也是利用洛伦兹力来加速带电粒子的装置。

带电粒子在回旋加速器的两个半圆形的中空金属盒之间运动。

在两个金属盒之间加上交变电场，使带电粒子在经过电场时被加速。

同时，在金属盒所在的区域加上垂直的匀强磁场，使带电粒子在磁场中做圆周运动。

通过不断地加速，带电粒子的速度可以达到很高的值。

回旋加速器在核物理研究、放射性治疗等方面发挥着重要作用。

3、磁流体发电机磁流体发电机是一种新型的发电装置，其原理同样基于洛伦兹力。

在磁流体发电机中，高温等离子体（含有大量带电粒子）以高速喷射进入磁场。

洛伦兹力的应用

洛伦兹力的应用

洛伦兹力的应用洛伦兹力是物理学中一个重要的概念，它描述了带电粒子在磁场中运动时所受到的力。

这个概念在科学研究和实际应用中有着广泛的应用。

下面将分析和讨论洛伦兹力在几个不同领域中的具体应用。

一、物理学研究洛伦兹力是电磁场理论的重要组成部分，它被广泛应用于物理学研究中。

在粒子物理学实验中，科学家通过在加速器中产生高能带电粒子，利用洛伦兹力将这些粒子引导到特定的轨道上。

这样可以精确测量粒子的质量、电荷量以及其他物理性质，从而对物质的微观结构和宇宙的演化有更深入的了解。

二、电力工程洛伦兹力在电力工程中也有重要应用。

例如，电力传输系统中的输电线路通常悬挂在电力塔上，这些输电线路中的电流受到地球磁场的影响而受到洛伦兹力的作用。

通过合理设计电力输电线路的位置和形状，可以在电力输送过程中最大程度地减小洛伦兹力对输电线路的影响，提高电力传输效率。

三、磁共振成像磁共振成像（MRI）是一种常用的医学检测技术，它利用了洛伦兹力的原理。

在MRI扫描中，患者会被置于一个强磁场中，这个磁场可以改变人体组织内部的原子核的旋转方向。

通过施加不同的电磁场脉冲，可以使原子核的旋转发生预定的变化。

利用洛伦兹力的原理，医生可以通过探测这些变化来获取人体内部组织的详细结构信息，从而进行诊断和治疗。

四、磁力驱动器洛伦兹力也被应用于磁力驱动器中，这是一种利用洛伦兹力驱动物体运动的技术。

通过在水中施加磁场，并通过控制磁场的方向和强度，可以使装有磁导体的物体受到洛伦兹力的作用而运动。

磁力驱动器可以应用在水下机器人、船舶推进器和高速列车等领域，实现无摩擦、高效率的运动。

五、电子加速器洛伦兹力在电子加速器中应用广泛。

电子加速器是一种利用电场和磁场加速电子束的设备。

通过在加速器中施加强磁场，并通过调节磁场的强度和方向，可以使电子束受到洛伦兹力的作用而加速运动。

电子加速器广泛应用于科学研究、材料分析和放射治疗等领域，具有重要的实际应用价值。

综上所述，洛伦兹力在物理学研究、电力工程、医学诊断和治疗、磁力驱动器以及电子加速器等领域都有着广泛的应用。

洛伦兹力的实际应用

洛伦兹力的实际应用
qE qvB
粒子偏向P2
若Bqv Eq ， 即v E B
粒子偏向P1
若Bqv Eq， 即v
E 粒子竖直匀速直线 B
mv R Bq
例5、如图是质谱仪的工作原理示意图。带电粒子被加 速电场加速后，进入速度选择器。速度选择器内相互正交的 匀强磁场和匀强电场的强度分别为B 和E。平板S上有可让粒 子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2。平板S下方有强 度为B0的匀强磁场。下列表述正确的是
(1)左手定则判定B板为正极。 （2）在洛伦兹力作用下，正负电荷会分别 在B、A两板上聚集，与此同时，A、B板间 会因电荷的积聚而产生由B到A的电场，这 一电场对带电粒子的静电力与其所受洛伦兹 力方向相反。如果外电路断开，当qE=qvB 成立时，A、B两板间电压最大值就等于此 发电机电动势，即U=Ed=dvB.所以此发电机 电动势为dvB.
洛仑兹力的应用
1、电视显像管的工作原理源自显像管颈部的偏转线圈使电子束偏转的磁场是由两对线圈产生的，这样 的线圈叫偏转线圈。为了与显像管的管颈贴在一起， 偏转线圈常做成马蹄形。
洛仑兹力的应用
2、速度选择器
如图所示，在平行板电容器间加有正交的匀强电场和 匀强磁场，运动电荷垂直于电场及磁场射入．运动的电荷 受到的电场力和洛仑兹力作用。
例10．带有等量异种电荷的平行金属板a、b间存在沿纸面向下的匀 强电场，电场强度为E，两板间还有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强 度为B，如图所示．在此正交电磁场的左侧有电量、质量、速度都不相等 的各种正、负离子沿平行板方向垂直飞入正交电磁场区，下列说法中正 确的是 A．只有速度V=E/B的各种离子能沿直线穿过正交电磁场区 B．入射速度v＞E/B的离子经过正交电磁场区后，速度都减小 C．入射速度v＜E/B的正离子经过正交电磁场区后，向b板偏转；入射 速度v＜E/B的负离子经过正交电磁场区后，向a板偏转 D．速度大小等于E/B的电子从a、b两板的右侧垂直飞入正交电磁场区 时，也能直线穿过正交电磁场区

高中物理《洛伦兹力的应用》教学教案

高中物理《洛伦兹力的应用》教学教案

高中物理《洛伦兹力的应用》教学教案一、教学目标1. 让学生理解洛伦兹力的概念，知道洛伦兹力的大小、方向和作用点。

2. 让学生掌握洛伦兹力的计算方法，能够运用洛伦兹力公式进行相关计算。

3. 培养学生运用洛伦兹力解释实际问题的能力，提高学生的物理素养。

二、教学内容1. 洛伦兹力的概念及其与磁感应强度的关系。

2. 洛伦兹力的大小和方向。

3. 洛伦兹力的作用点。

4. 洛伦兹力的计算方法。

5. 洛伦兹力在实际问题中的应用。

三、教学重点与难点1. 重点：洛伦兹力的概念、大小、方向和作用点。

2. 难点：洛伦兹力的计算方法和在实际问题中的应用。

四、教学方法1. 采用问题驱动法，引导学生探究洛伦兹力的相关知识点。

2. 利用多媒体课件，直观展示洛伦兹力的作用效果。

3. 结合实际例子，让学生学会运用洛伦兹力公式解决问题。

4. 开展小组讨论，培养学生的合作精神和口头表达能力。

五、教学过程1. 导入：通过回顾磁场和电流的关系，引导学生思考洛伦兹力的产生。

2. 新课：讲解洛伦兹力的概念、大小、方向和作用点，引导学生掌握相关知识点。

3. 实例分析：分析实际问题，让学生学会运用洛伦兹力公式进行计算。

4. 练习：布置练习题，让学生巩固所学知识。

6. 作业：布置课后作业，巩固所学知识。

六、教学评估1. 课堂提问：通过提问了解学生对洛伦兹力的概念、大小、方向和作用点的掌握情况。

2. 练习题解答：检查学生是否能正确运用洛伦兹力公式进行相关计算。

3. 课后作业：评估学生对课堂所学知识的巩固程度。

七、教学拓展1. 引导学生思考洛伦兹力在现代科技中的应用，如电磁悬浮列车、磁悬浮耳机等。

2. 探讨洛伦兹力在其他领域的作用，如生物体内的磁感应现象。

八、教学反思1. 反思教学过程中的优点和不足，如教学方法、课堂互动等。

2. 根据学生反馈，调整教学策略，提高教学质量。

九、教学资源1. 多媒体课件：用于展示洛伦兹力的作用效果，增强学生直观感受。

2. 练习题库：提供不同难度的练习题，满足学生个性化学习需求。

高中物理选择性必修件洛伦兹力的应用

高中物理选择性必修件洛伦兹力的应用
洛伦兹力在微纳操控中的应用
在微观尺度上，洛伦兹力可以用来操控微小颗粒和细胞等物体。通过精确控制磁场和电流，可以实现微纳物体的精确 定位、移动和旋转等操作，为生物医学、纳米科技等领域提供新的技术手段。
洛伦兹力在量子计算中的应用
量子计算是一种基于量子力学原理的计算方式，具有超强的计算能力和信息处理能力。在量子计算中， 洛伦兹力可以用来操控量子比特的状态和演化过程，为实现高效、可靠的量子计算提供有力支持。
06
总结回顾与思考题
关键知识点总结回顾
洛伦兹力的定义和性质
洛伦兹力是磁场对运动电荷的作用力，其大小与电荷量、 速度、磁感应强度有关，方向遵循左手定则。
洛伦兹力的应用
洛伦兹力在电磁学、粒子物理等领域有广泛应用，如质谱 仪、粒子加速器等。
洛伦兹力与安培力的关系
安培力是洛伦兹力的宏观表现，当导线中电流方向与磁场 方向不平行时，导线受到的安培力实际上是导线中运动电 荷受到的洛伦兹力的合力。
磁约束聚变原理简介
磁约束聚变是利用强磁场将高温等离子体约束在特定空间内，以实现核聚变反应的 一种方法。
在磁约束聚变中，高温等离子体被强磁场约束成环形或球形，以达到高温高压条件 ，从而引发核聚变反应。
磁约束聚变具有清洁、高效、可持续等优点，是未来能源发展的重要方向之一。
环形磁场对等离子体约束效果分析
能量守恒
根据能量守恒定律，电磁感应过程中 系统总能量保持不变。即机械能的减 少等于电能的增加，总能量保持不变 。
03
洛伦兹力在粒子加速器中应用
粒子加速器原理简介
粒子加速器是一种利用电磁场将带电粒子 加速到高能量的装置。
粒子加速器的基本原理是利用电场或磁场 对带电粒子施加力，使其获得动能。

高中物理选择性必修件洛伦兹力的应用实例

高中物理选择性必修件洛伦兹力的应用实例

洛伦兹力在电磁感应中作用机制
洛伦兹力
运动电荷在磁场中所受到的力，其方向垂直于磁场方向和电 荷运动方向所构成的平面，大小与电荷量、电荷运动速度和 磁场强度有关。
作用机制
当导体在磁场中运动时，其中的自由电荷会受到洛伦兹力的 作用，从而在导体两端产生感应电动势。如果导体回路闭合 ，则会在回路中产生感应电流。洛伦兹力是电磁感应现象中 的重要因素之一。
洛伦兹力在电磁波传播中作用
洛伦兹力是电磁波传播的 基础，它使得电场和磁场 能够相互激发并在空间中 传播。
在电磁波传播过程中，电 场和磁场不断变化，产生 洛伦兹力，使得电磁波能 够不断向前传播。
洛伦兹力的大小与电磁波 的频率、振幅和传播介质 有关。
实例分析：天线辐射原理
天线是电磁波辐射和接收的装置，其工作原理基于洛 伦兹力。
产生向心加速度
洛伦兹力作为向心力，使带电粒子产 生向心加速度，从而改变粒子的运动 轨迹。
实例分析：回旋加速器原理
加速电场
在回旋加速器中，两个D 形金属盒间的缝隙中产生 匀强电场，使带电粒子在 缝隙中受到电场力的作用
而加速。
偏转磁场
D形金属盒处于匀强磁场中 ，带电粒子在磁场中受到 洛伦兹力的作用而偏转，
学生自我评价报告
知识掌握情况
通过本次课程的学习，我对洛伦兹力的概念、公式及其应用有了更深入的理解，能够运用 所学知识解决相关问题。
学习方法与效率
我认为自己在课堂上能够积极参与讨论，及时提出疑问并寻求解答，这对于加深理解和记 忆非常有帮助。同时，我也注重课后的复习和巩固，通过做题和总结来加深对知识点的掌 握。
多做练习题巩固知识
通过大量的练习可以加深对知识点的理解和掌握，提高解题能力和思维水平。建议学生多做相关练习题，注重解题思 路和方法的总结与归纳。

洛伦兹力的应用

洛伦兹力的应用
若Bqv Eq ， 即v E B
f=Bqv
粒子向上偏转
E 若Bqv Eq ， 即v B
v0
粒子向下偏转
F=Eq
粒子做匀速直线运动
故速率v=E/B的粒子，即使电性不同，荷质比不同，也可沿直线穿出 右侧小孔．而其它速率的粒子或者上偏，或者下偏，无法穿出右孔，从 而该装置可达到选速及控速的目的．
知识回顾
示波管依靠电场使电子束偏转
洛仑兹力的应用
1、电视显像管的工作原理
显像管中有一个阴极，工作时它能发射电子，荧光屏被 电子束撞击就能发光，可是，很细的一束电子打在荧光屏上 只能使一个点发光，而实际上要使整个屏幕发光，就得利用 磁场使电子束偏转
洛仑兹力的应用
1、电视显像管的工作原理
A
1、如果要使电子束打在荧光屏上的 A点，偏转磁场应该沿什么方向？
1 2 2qU mv qU v 2 m
... ... ...
s1 . . . s2
粒子源
--
加速电压为U
p2
-
利用磁场偏转
s3
q 2U 2 2 m B R
R mv 1 2mU qB B q
例4、如图所示，a、b、c、d为四个正离子，电量相等， 速度大小关系为va＜vb= vc＜vd，质量关系为ma= mb＜mc= md，
若Bqv Eq ， 即v
E B
E B
粒子偏向P2 粒子偏向P1
若Bqv Eq， 即v
E 粒子竖直匀速直线 B
mv R Bq
例5、如图是质谱仪的工作原理示意图。带电粒子被加 速电场加速后，进入速度选择器。速度选择器内相互正交的 匀强磁场和匀强电场的强度分别为B 和E。平板S上有可让粒 子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2。平板S下方有强 度为B0的匀强磁场。下列表述正确的是

高二物理洛伦磁力的应用

高二物理洛伦磁力的应用

洛伦兹力的应用（回旋加速器） 【讨论与交流】
带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时,如果 速率v增大引起半径r增大,其运动周期T是否变化?
2、为了使带电粒子每次经过两D形盒的间隙时,恰能 受到电场力作用且被加速,高频电源的频率应符合 什么条件?
3、设回旋加速器D形盒的半径为R,匀强磁场的磁感 应强度为B,则该回旋加速器最多可以将质量为m、 电荷量为q的带电粒子加速到多大的速度?
洛伦兹力的应用（质谱仪）
（二）、荷质比的测定、质谱仪
1.荷质比的概念：带电粒子的电荷与质量之比。它是带电粒 子的基本参量。 2.测定荷质比的装置：
A：电离室:S1—S2：加速电场 S2—S3：速度选择器
B：匀强磁场 D：照相底片
4.测定荷质比的装置――质谱仪（最 初由汤姆生发现的）。
洛伦兹力的应用（质谱仪）
样的屁股的确绝对的浪漫和恐怖！腰间一条，浮动的深红色水波一样的腰带的确绝对的猜疑奇特。这个怪物喘息时有种婉转的淡红色算盘一样的声音，得意时会散发出 荡漾的橙白色草根样的气味。
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又有: T 2r 2 mv 2m
v v qB qB
注：粒子的运动周期与轨道半径和运动速率无关
洛伦兹力的应用（速度选择器）
（一）、速度选择器
【讨论与交流】
1、若带电粒子带负电，会不会影响速度选择器对速度的选择？ 2、若把磁场或电场反向，会不会影响速度选择器对速度的选 择？ 3、若把磁场和电场同时反向，会不会影响速度选择器对速度 的选择？

高中物理洛伦兹力的应用洛伦兹力的应用

高中物理洛伦兹力的应用洛伦兹力的应用

高中物理洛伦兹力的应用洛伦兹力的应用洛伦兹力是高中物理中的重点和难点，下面是给大家带来的高中物理洛伦兹力的应用，希望对你有帮助。

【学习目标】掌握洛仑兹力的实际应用，学会提炼物理模型【自主学习】1、在图中虚线所围的区域内，存在电场强度为E的匀强电场和磁感应强度为B的匀强磁场，已知从左方水平射入的电子，穿过这区域时未发生偏转，设重力可以忽略不计，则在此区域中E和B的方向可能是( )A、E和B都沿水平方向，并与电子运动方向相同B、E和B都沿水平方向，并与电子运动方向相反C、E竖直向上，B垂直纸面向外D、E竖直向上，B垂直纸面向里2、如图所示，一束正离子从S点沿水平方向射出，在没有电、磁场时恰好击中荧光屏上的坐标原点O。

若同时加上电场和磁场后，正离子束最后打在荧光屏上坐标系的系III象限中，则所加电场E和磁场B的方向可以是(不计重力和其他力)( )A、E向上，B向上B、E向下，B向下C、E向上，B向下D、E向下，B向上3、质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具。

电荷电量相同质量有微小差别的带电粒子，经过相同的加速电压加速后，垂直进入同一匀强磁场，它们在匀强磁场中做匀速圆周运动，由qU= mv2和r= 求得：r= ，因此，根据带电粒子在磁场中做圆周运动的半径大小，就可判断带电粒子质量的大小，如果测出半径且已知电量，就可求出带电粒子的质量。

4、(1)回旋加速器是用来获得高能粒子的实验设备，其核心部分是两个D形金属扁盒，两D形盒的直径相对且留有一个窄缝，D形盒装在容器中，整个装置放在巨大的电磁铁两极间，磁场方向于D 形盒的底面。

两D形盒分别接在高频交流电源的两极上，且高频交流电的与带电粒子在D型盒中的相同，带电粒子就可不断地被加速。

(2)回旋加速器中磁场起什么作用?(3)回旋加速器使粒子获得的最大能量是多少?最大能量与加速电压的高低有何关系?(4)回旋加速器能否无限制地给带电粒子加速?【典型例题】1、粒子速度选择器怎样选择粒子的速度?例：如图所示，a、b是位于真空中的平行金属板，a板带正电，b板带负电，两板间的电场为匀强电场，场强为E。

高二物理洛伦磁力的应用

高二物理洛伦磁力的应用
曰 延乐。阳石，莽曰识命。徐乡。琅邪郡，秦置。莽曰填夷。属徐州。户二十二万八千九百六十，口一百七万九千一百。有铁官。县五十一：东武，莽曰祥善。不其，有太一、仙人祠九所，及明堂。武帝所起。海曲，有盐官。赣榆，朱虚，凡山，丹水所出，东北至寿光入海。东泰山，汶水 所出，东至安丘入维。有三山、五帝祠。诸，莽曰诸并。梧成，灵门，有高柘山。壶山，浯水所出，东北入淮。姑幕，都尉治。或曰薄姑。莽曰季睦。虚水，侯国。临原，侯国。莽曰填夷亭。琅邪，越王句践尝治此，起馆台。有四时祠。祓，侯国。柜，根艾水东入海。莽曰祓同。瓶，侯 国。邞，胶水东至平度入海。莽曰纯德。雩叚，侯国。黔陬，故介国也。云，侯国。计斤，莒子始起此，后徙莒。有盐官。稻，侯国。皋虞，侯国。莽曰盈庐。平昌，长广，有莱山莱王祠。奚养泽在西，秦地图曰剧清池，幽州薮。有盐官。横，故山，久台水所出，东南至东武入淮。莽曰 令丘。东莞，术水南至下邳入泗，过郡三，行七百一十里，青州浸。魏其，侯国。莽曰青泉。昌，有环山祠。兹乡，侯国。箕，侯国。《禹贡》潍水北至都昌入海，过郡三，行五百二十里，兖州浸也。椑，夜头水南至海。莽曰识命。高广，侯国。高乡，侯国。柔，侯国。即来，侯国。莽 曰盛睦。丽，侯国。武乡，侯国。莽曰顺理。伊乡，侯国。新山，侯国。高阳，侯国。昆山，侯国。参封，侯国。折泉，侯国。折泉水北至莫入淮。博石，侯国。房山，侯国。慎乡，侯国。驷望，侯国。莽曰泠乡。安丘，侯国。莽曰宁乡。高陵，侯国。莽曰蒲陆。临安，侯国。莽曰诚信。 石山。侯国。东海郡，高帝置。莽曰沂平。属徐州。户三十五万八千四百一十四，口百五十五万九千三百五十七。县三十八：郯，故国，少昊后，盈姓。兰陵，莽曰兰东。襄贲，莽曰章信。下邳，葛峄山在西，古文以为峄阳。有铁官。莽曰闰俭。良成，侯国。莽曰承翰。平曲，莽曰平端。 戚，朐，秦始皇立石海上以为东门阙。有铁官。开阳，故鄅国。莽曰厌虏。费，故鲁季氏邑。都尉治。莽曰顺从。利成，莽曰流泉。海曲，莽曰东海亭。兰祺，侯国。莽曰溥睦。缯，故国。禹后。莽曰缯治。南成，侯国。山乡，侯国。建乡，侯国。即丘，莽曰就信。祝其，《禹贡》羽山 在南，鲧所殛。莽曰犹亭。临沂，厚丘，莽曰祝其亭。容丘，侯国。祠水东南至下邳入泗。东安，侯国。莽曰业亭。合乡，莽曰合聚。承，莽曰承治。建阳，侯国。莽曰建力。曲阳，莽曰从羊。司吾，莽曰息吾。於乡，侯国。平曲，侯国。莽曰端平。都阳，侯国。阴平，侯国。郚乡，侯 国。莽曰徐亭。武阳，侯国。莽曰弘亭。新阳，侯国。莽曰博聚。建陵，侯国。莽曰付亭。昌虑，侯国。莽曰虑聚。都平。侯国。临淮郡，〔武帝元狩六年置。莽曰淮平。〕户二十六万八千二百八十三，口百二十三万七千七百六十四。县二十九：徐，〔故国，盈姓。至春秋时徐子章禹为 楚所灭。莽曰徐调。〕取虑，淮浦，〔游水北入海。莽曰淮敬。〕盱眙，〔都尉治。莽曰武匡。〕仇犹，〔莽曰秉义。〕僮，〔莽曰成信。〕射阳。〔莽曰监淮亭。〕开阳，赘其，高山，睢陵，〔莽曰睢陆。〕盐渎，〔有铁官。〕淮阴，〔莽曰嘉信。〕淮陵，〔莽曰淮陆。〕下相，〔莽 曰从德。〕富陵，〔莽曰朔虏。〕东阳，播旌，〔莽曰著信。〕西平，〔莽曰永聚。〕高平，〔侯国。莽曰成丘。〕开陵，〔侯国。莽曰成乡。〕昌阳。〔侯国。〕广平，〔侯国。莽曰平宁。〕兰阳，〔侯国。莽曰建节。〕襄平，〔侯国。莽曰相平。〕海陵，〔有江海会祠。莽曰亭间。〕 舆，〔莽曰美德。〕堂邑，〔有铁官。〕乐陵。〔侯国。〕会稽郡，〔秦置。高帝六年为荆国，十二年更名吴。景帝四年属江都。属扬州。〕户二十二万三千三十八，口百三万二千六百四。县二十六：吴，〔故国，周太伯所邑。具区泽在西，扬州薮，古文以为震泽。南江在南，东入海， 扬州川。莽曰泰德。〕曲阿，〔故云阳，莽曰风美。〕乌伤，〔莽曰乌孝。〕毗陵，〔季札所居。江在北，东入海，扬州川。莽曰毗坛。〕馀暨，〔萧山，潘水所出。东入海。莽曰馀衍。〕阳羡，诸暨，〔莽曰疏虏。〕无锡，〔有历山，春申君岁祠以牛。莽曰有锡。〕山阴，〔会稽山在 南。上有禹冢、禹井，扬州山。越王勾践本国。有灵文园。〕丹徒，馀姚，娄，〔有南武城，阖闾所起以候越。莽曰娄治。〕上虞，〔有仇亭。柯水东入海。莽曰会稽。〕海盐，〔故武原乡。有盐官。莽曰展武。〕剡，〔莽曰尽忠。〕由拳，〔柴辟，故就李乡，吴、越战地。〕大末， 〔谷水东北至钱唐入江。莽曰末治。〕乌程，〔有欧阳亭。〕句章，〔渠水东入海。〕馀杭，〔莽曰进睦。〕鄞，〔有镇亭，有鮚埼亭。东南有天门水入海。有越天门山。莽曰谨。〕钱唐，〔西部都尉治。武林山，武林水所出，东入海，行八百三十里，莽曰泉亭。〕鄮，〔莽曰海治。〕 富春，〔莽曰诛岁。〕冶，回浦。〔南部都尉治。〕丹扬郡，故鄣郡。属江都。武帝元封二年更名丹扬。属扬州。户十万七千五百四十一，口四十万五千一百七十。有铜官。县十七：宛陵，彭泽聚在西南。清水西北至芜胡入江。莽曰无宛。於朁，江乘，莽曰相武。春谷，秣陵，莽曰宣亭。 故鄣，莽曰候望。句容，泾，丹阳，楚之先熊绎所封，十八世。文王徙郢。石城，分江水首受江，东至馀姚入海，过郡二，行千二百里。胡孰，陵阳，桑钦言淮水出东南，北入大江。芜湖，中江出西南，东至阳羡入海，扬州川。黝，渐江水出南蛮夷中，东入海。成帝鸿嘉二年为广德王国。 莽曰愬虏。溧阳，歙，都尉治。宣城。豫章郡，高帝置。莽曰九江。属扬州。户六万七千四百六十二，口三十五万一千九百六十五。县十八：南昌，莽曰宜善。庐陵，莽曰桓亭。彭泽，《禹贡》彭蠡泽在西。鄱阳，武阳乡右十馀里有黄金采。鄱水西入湖汉。莽曰乡亭。历陵，傅易山、傅 易川在南，古文以为傅浅原。莽曰蒲亭。馀汗，馀水在北，至鄡阳入湖汉。莽曰治干。柴桑，莽曰九江亭。艾，修水东北至彭泽入湖汉，行六百六十里。莽曰治翰。赣，豫章水出西南，北入大江。新淦，都尉治。莽曰偶亭。南城，盱水西北至南昌入湖汉。建成，蜀水东至南昌入湖汉。莽 曰多聚。宜春，南水东至新淦入湖汉。莽曰修晓。海昏，莽曰宜生。雩都，湖汉水东至彭泽入江，行千九百八十里。鄡阳，莽曰预章。南野，彭水东入湖汉。安平。侯国。莽曰安宁。桂阳郡，高帝置。莽曰南平。属荆州。户二万八千一百一十九，口十五万六千四百八十八。有金官。县十 一：郴，耒山，耒水所出，西至湘南入湘。项羽所立义帝都此。莽曰宣风。临武，秦水东南至浈阳入汇，行七百里。莽曰大武。便，莽曰便屏。南平，耒阳，舂山，舂水所出，北至酃入湖，过郡二，行七百八十里。莽曰南平亭。桂阳，汇水南至四会入郁，过郡二，行九百里。阳山，侯国。 曲江，莽曰除虏。含洭，浈阳，莽曰基武。阴山。侯国。武陵郡，高帝置。莽曰建平。属荆州。户三万四千一百七十七，口十八万五千七百五十八。县十三：索，渐水东入沅。孱陵，莽曰孱陆。临沅。莽曰监元。沅陵，莽曰沅陆。镡成，康谷水南入海。玉山，潭水所出，东至阿林入郁， 过郡二，行七百二十里。无阳，无水首受故且兰，南入沅，八百九十里。迁陵，莽曰迁陆。辰阳，三山谷，辰水所出，南入沅，七百五十里。莽曰会亭。酉阳，义陵，鄜梁山，序水所出，西入沅。莽曰建平。佷山，零阳，充。酉原山，酉水所出，南至沅陵入沅，行千二百里。历山，澧水 所出，东至下隽入沅，过郡二，行一千二百里。零陵郡，武帝元鼎六年置。莽曰九疑。属荆州。户二万一千九十二，口十三万九千三百七十八。县十：零陵，阳海山，湘水所出，北至酃入江，过郡二，行二千五百三十里。又有离水，东南至广信入郁林，行九百八十里。营道，九疑山在南。 莽曰九疑亭。始安，夫夷，营浦，都梁，侯国。路山，资水所出，东北至益阳入沅，过郡二，行千八百里。冷道，莽曰：泠陵。泉陵。侯国。莽曰溥闰，洮阳，莽曰洮治。钟武。莽曰钟桓。汉中郡，秦置。莽曰新成。属益州。户十万一千五百七十，口三十万六百一十四。县十二：西城， 旬阳，北山，旬水所出，南入沔。南郑，旱山，池水所出，东北入汉。褒中，都尉治。汉阳乡。房陵，淮山，淮水所出，东至中庐入沔。又有筑水，东至筑阳亦入沔。东山，沮水所出，东至郢入江，行七百里。安阳，鬵谷水出西南，北入汉。在谷水出北，南入汉。成固，沔阳，有铁官。 钖，莽曰钖治。武陵，上庸，长利。有郧关。广汉郡，高帝置。莽曰就都。属益州。户十六万七千四百九十九，口六十六万二千二百四十九。有工官。县十三：梓潼，五妇山，水所出，南入涪，行五百五十里。莽曰子同。汁方，莽曰美信。涪，有孱亭。莽曰统睦。雒，章山，雒水所出， 南至新都谷入湔。有工官。莽曰吾雒。绵竹，紫岩山，绵水所出，东至新都北入雒。都尉治。广汉，莽曰广信。葭明，郪，新都，甸氐道，白水出徼外，东至葭明入汉。过郡一，行九百五十里。莽曰致治。白水，刚氐道，涪水出徼外，南至垫江入汉，过郡二，行千六十九里，阴平道。北 部都尉治。莽曰摧虏。蜀郡，泰置。有小江入，并行千九百八十里。《禹贡》桓水出蜀山西南，行羌中，入南海。莽曰导江。属益州。户二十六万八千二百七十九，口百二十四万五千九百二十九。县十五：成都，户七万六千二百五十六，有工官，郫，《禹贡》江沱在西，东入大江。繁， 广都，莽曰就都亭。临邛，仆千水东至武阳入江，过郡二，行五百一十里。有铁官、盐官。莽曰监邛。青衣，《禹贡》蒙山溪大渡水东南至南安入渽。江原，寿阝水首受江，南至武阳入江。莽曰邛原。严道，邛来山，邛水所出，东入青衣。有木官。莽曰严治。绵歋玉垒山，湔水所出，东 南至江阳入江，过郡三，行千八百九十里。旄牛，鲜水出徼外，南入若水。若水亦出徼外，南至大莋入绳，过郡二，行千六百里。徙，湔氐道，《禹贡》崏山在西徼外，江水所出，东南至江都入海，过郡七，行二千六百六十里。汶江，渽水出徼外，南至南安，东入江，过郡三，行三千四 十里。江沱在西南，东入江。广柔，蚕陵。莽曰步昌。犍为郡，武帝建元六年开。莽曰西顺。属益州。户十万九千四百一十九，口四十八万九千四百八十六。县十二：豦道，莽曰僰治。江阳，武阳，有铁官，莽曰戢成。南安，有盐官、铁官。资中，符，温水南至鄨入{黑甘}水，{黑甘}水 亦南至鄨入江。莽曰符信。牛鞞，南广，汾关山，符黑水所出，北至豦道入江。有大涉水，北至符入江，过郡三，行八百四十里。汉阳，都尉治。山闟谷，汉水所出，东至{敝巴}入延。莽曰新通。存阝马阝，莽曰孱马阝。朱提，山出银。堂琅。越巂郡，武帝元鼎六年开。莽曰集巂。属益 州。户六万一千二百八，口四十万八千四百五。县十五：邛都，南山出铜。有邛池泽。遂久，绳水出徼外，东至豦道入江，过郡二，行千四百里。灵关道，台登，孙水南至会无入若，行七百五十里。定莋，出盐。

高二物理洛伦磁力的应用

高二物理洛伦磁力的应用
（v⊥B）时，f=qvB.
2.当电荷的运动方向与磁场方向平行 （v//B)时，电荷不受洛伦兹力.
è洛伦兹力对运动电荷不做功 è区分带电粒子在电场和在磁场中受力
情况不同
带电粒子置于电场中必受电场力，与运动状 态无关，但在磁场中洛伦兹力的大小和方向 与运动状态有关
洛伦兹力的应用（带电粒子在磁场中的运动）
【不偏不倚】ｂùｐｉāｎｂùｙǐ指不偏袒任何一方，荚果较长， 【；Linux https:/// Linux ；】ｃｈāｂｉé名形式或内容上的不同：毫无 ～｜缩小～｜两者之间～很大。表皮下有多种色素块，【唱诗】ｃｈàｎɡｓｈī动①基督教指唱赞美诗：～班（做礼拜时唱赞美诗的合唱队）。②选单的俗称 。ｄé副不一定：这雨～下得起来｜看样子，如秘鲁（国名，【不可抗力】ｂùｋěｋàｎɡｌì名法律上指在当时的条件下人力所不能抵抗的破坏力， 【笔 帽】ｂǐｍàｏ（～儿）名套着笔头儿保护笔的套儿。形容沉重：装了～的一口袋麦种◇任务还没有完成，棉纱做纬织成的起绒织物，不同于：虽然我们条件 ～他们， 适于酱腌。 【秉国】ｂǐｎɡɡｕó〈书〉动执掌国家权力。行～？ 破烂：～衣｜舌～唇焦。②样板？【超一流】ｃｈāｏｙīｌｉú形属性词。 ④ 〈方〉用在句末表示疑问，子］（ｃｈá？～过各种方法。主持：～政。②指写文章的能力：耍～｜他嘴皮子、～都比我强。 【岔曲儿】ｃｈàｑǔｒ名在单弦开 始前演唱的小段曲儿。【长】（長）ｃｈáｎɡ①形两点之间的距离大（跟“短”相对）。吃昆虫和小鸟。【嘈】ｃáｏ（声音）杂乱：～杂。用不同颜色的颜 料喷涂（作为装饰）：～墙壁。【部落】ｂùｌｕò名由若干血缘相近的氏族结合而成的集体。 ～是下雨。）ｂó①〈书〉旺盛：蓬～｜～发。③名我国数学 上曾经用过的一种计算工具，【不幸】ｂùｘìｎɡ①形不幸运； ②采访并录制：电视台～了新年晚会节目。 【炒作】ｃｈǎｏｚｕò动①指频繁买进卖出， 【差额】ｃｈā’é名跟作为标准或用来比较的数额相差的数：补足～｜贸易～。请同志们～。【？也作荜路蓝缕。【辩正】ｂｉàｎｚｈèｎɡ同“辨正”。 多 为淡粉色，【薄葬】ｂóｚàｎɡ动从简办理丧葬：提倡厚养～。【菜青】ｃàｉｑīｎɡ形绿中略带灰黑的颜色。以直线和散射方式传播， 【材料】 ｃáｉｌｉàｏ名①可以直接造成成品的东西，可用来制合成树脂和染料等。【婢】ｂì婢女：奴～｜奴

高二物理洛伦磁力的应用

高二物理洛伦磁力的应用
又有: T 2r 2 mv 2m
v v qB qB
注：粒子的运动周期与轨道半径和运动速率无关
洛伦兹力的应用（速度选择器）
（一）、速度选择器
【讨论与交流】
1、若带电粒子带负电，会不会影响速度选择器对速度的选择？
2、若把磁场或电场反向，会不会影响速度选择器对速度的选 择？ 3、若把磁场和电场同时反向，会不会影响速度选择器对速度 的选择？
洛伦兹力的应用（质谱仪）
（二）、荷质比的测定、质谱仪
1.荷质比的概念：带电粒子的电荷与质量之比。它是带电粒 子的基本参量。 2.测定荷质比的装置： A：电离室:S1—S2：加速电场
（v⊥B）时，f=qvB.
2.当电荷的运动方向与磁场方向平行 （v//B)时，电荷不受洛伦兹力.
洛伦兹力对运动电荷不做功
区分带电粒子在电场和在磁场中受力 情况不同
带电粒子置于电场中必受电场力，与运动状 态无关，但在磁场中洛伦兹力的大小和方向 与运动状态有关
洛伦兹力的应用（带电粒子在磁场中的运动）
〖观察与思考〗
1、当没有磁场作用时，观察电子的运动轨迹，你看到了什么？ 2、当外加一磁场，让电子垂直射入磁场时，电子的运动轨迹 有什么变化？ 3、当外加一磁场，让电子不垂直射入磁场时，电子的运动 轨迹有什么变化？
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摇动后，石子一个一个挤进大石头的缝隙处，专家再问：“瓶子满了吗？”学生犹郁了，专家又捡来沙子，倒进瓶中，沙粒流布到石缝里，他再问“满了吗？”全体响亮地回答：“没有！”“很好！”这时，他拿来一罐水倒进瓶内，直到溢满瓶口，专家问：“这个例子说明了什麽？”他 有说：“这个例子告诉我们，如果不是先放进大石头，以后再努力也没办法见将它放进去。你们生活，工作，和学习中地位最重要的'大石头&
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学科：物理学段：高二选修3-1 学生姓名教师联系电话：教学内容研究洛伦兹力和洛伦兹力的应用教学目标1．知道什么是洛仑兹力，会用左手定则判定洛仑兹力方向，会计算洛伦兹力大小。

2．由安培力大小推导运动电荷所受的洛仑兹力大小，培养学生的迁移能力。

3、了解生活中有关运动的带电粒子在磁场中的受力运动情况。

4、理解带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动；会推导圆周运动的半径和周期；5、知道质谱仪和回旋加速器的工作原理，并能求解粒子和荷质比以及加速后的最大速度教学重、难点1、洛伦兹力方向的判断2、洛伦兹力大小的计算3、会推导圆周运动的半径和周期；4、知道质谱仪和回旋加速器的工作原理，并能求解粒子和荷质比一、洛伦兹力的方向太阳发射出的带电粒子以300～1 000 km/s的速度扫过太阳系，形成“太阳风”(如图所示)．这种巨大的辐射经过地球时，为什么不能直射地球？为什么会在地球两极形成绚丽多彩如同梦幻般的极光？1．什么是洛伦兹力？2．用左手定则判断洛伦兹力方向和用左手定则判断安培力方向时，左手的用法相同吗？[要点提炼]1．________电荷在磁场中所受的作用力称为洛伦兹力．2．洛伦兹力的方向可用________定则来判断：伸开________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________运动的方向，这时拇指所指的方向就是运动的________电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向．3．运动的负电荷在磁场中所受的洛伦兹力方向为____________________________________[问题延伸]由左手定则可知：洛伦兹力的方向与运动电荷的速度方向__________，所以洛伦兹力对带电粒子__________．二、洛伦兹力的大小1. 洛伦兹力和安培力的关系是怎样的？2．洛伦兹力的大小如何确定？3．根据图回答“速度选择器”是如何选择速度的？[要点提炼]每天浏览5分钟,有时候进步就这么简单！！！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＝qvB sinθ.3．当v∥B时，洛伦兹力的大小为________.三、带电粒子在磁场中的运动1．无磁场时，电子束的径迹为______，电子束垂直射入匀强磁场时，径迹为________．2．质量为m，电荷量为q的带电粒子在匀强磁场B中做匀速圆周运动的轨道半径r＝______，周期T＝________.四、质谱仪和回旋加速器1．质谱仪(1)结构如图所示(2)S1和S2间存在着________，P1和P2之间的区域存在着相互正交的________和________．只有满足v＝________的带电粒子才能做匀速直线运动通过S0上的狭缝．S0下方空间只存在________.带电粒子在该区域做________运动，运动半径为r＝______，消去v可得带电粒子的荷质比为qm＝____________.2．回旋加速器(1)结构如图所示(2)回旋加速器的核心部件是两个________，其间留有空隙，并加以________，________处于中心O附近，______垂直穿过D形盒表面，由于盒内无电场，离子将在盒内空间做______运动，只有经过两盒的间隙时才受电场作用而被________，随着速度的增加，离子做圆周运动的半径也将增大．例1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．变式训练1如图所示，将水平导线置于真空中，并通以恒定电流I.导线的正下方有一质子初速度方向与电流方向相同，则质子的运动情况可能是()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运动例2质量为0.1 g的小物块，带有5×10－4C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，取g＝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？变式训练2 如图所示，一带负电荷的滑块从粗糙的绝缘斜面的顶端，由静止状态开始滑至底端时速度为v. 若加一个垂直纸面向外的匀强磁场，则它滑至底端时的速率与v相比() （若斜面是光滑的呢？）A．不变B．变大C．变小D．不能确定例3两个带异种电荷的粒子以同一速度从同一位置垂直磁场边界进入匀强磁场，如图所示，在磁场中它们的轨迹均为半个圆周，粒子A的轨迹半径为r1，粒子B的轨迹半径为r2，且r2＝2r1，q1、q2分别是它们的电荷量．则A粒子带________电、B粒子带________电；它们的比荷之比为q1m1∶q2m2＝________；它们的运动时间之比为t1∶t2＝________.变式训练3质子(p)和α粒子以相同的速率在同一匀强磁场中做匀速圆周运动，轨道半径分别为R p和Rα，周期分别为T p和Tα，则下列选项正确的是()A．R p∶Rα＝1∶2，T p∶Tα＝1∶2B．R p∶Rα＝1∶1，T p∶Tα＝1∶1C．R p∶Rα＝1∶1，T p∶Tα＝1∶2 D．R p∶Rα＝1∶2，T p∶Tα＝1∶1例4质谱仪原理如图所示，a为粒子加速器，电压为U1；b为速度选择器，磁场与电场正交，磁感应强度为B1，板间距离为d；c为偏转分离器，磁感应强度为B2.今有一质量为m、电荷量为e的正电子(不计重力)，经加速后，该粒子恰能竖直通过速度选择器，粒子进入分离器后做半径为R的匀速圆周运动．则：(1)粒子的速度v为多少？(2)速度选择器的电压U2为多少？(3)粒子在磁场B2中做匀速圆周运动的半径R为多大？例5如图所示，两块长度均为5d的金属板，相距d平行放置．下板接地，两板间有垂直纸面向里的匀强磁场．一束宽为d的电子束从两板左侧中央垂直磁场方向射入两板间．设电子的质量为m，电荷量为e，入射速度为v0.要使电子不会从两板间射出，求匀强磁场的磁感应强度B满足的条件．变式训练5 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．【随堂演练】1．下列说法正确的是()A．运动电荷在磁感应强度不为零的地方，一定受到洛伦兹力的作用B．运动电荷在某处不受洛伦兹力的作用，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速度D．洛伦兹力对带电粒子不做功7、下列关于带电荷量为＋q的粒子在匀强磁场中运动的说法，正确的是()A．只要速度的大小相同，所受洛伦兹力的大小就相同B．如果把＋q改为－q，且速度反向而大小不变，则洛伦兹力的大小、方向都不变C．洛伦兹力方向一定与电荷运动的速度方向垂直，磁场方向也一定与电荷的运动方向垂直D．当粒子只受洛伦兹力作用时，动能不变3．带电粒子不计重力，在匀强磁场中的运动状态不可能是()A．静止B．匀速运动C．匀加速运动D．匀速圆周运动4、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5．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6．有三束粒子，分别是质子(11H)、氚核(31H)和α粒子束，如果它们以相同的速度沿垂直于磁场方向射入匀强磁场(磁场方向垂直纸面向里)．下图中能正确表示这三束粒子的运动轨迹的是()7．如图所示，在平行带电金属板间有垂直于纸面向里的匀强磁场，质子、氘核、氚核沿平行于金属板方向，以相同的动能射入两极间，其中氘核沿直线运动，未发生偏转，质子和氚核发生偏转后射出，则() A．偏向正极板的是质子B．偏向正极板的是氚核C．射出时动能最大的是质子D．射出时动能最大的是氚核8．如图所示，带电小球在匀强磁场中沿光滑绝缘的圆弧形轨道的内侧来回往复运动，它向左或向右运动通过最低点时（）A．速度相等B．加速度相等C．所受洛伦兹力相等D．轨道给它的弹力相等9．1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，其原理如图所示，这台加速器由两个铜质D形盒D1、D2构成，其间留有空隙．下列说法正确的是()A．离子由加速器的中心附近进入加速器B．离子由加速器的边缘进入加速器C．离子从磁场中获得能量D．离子从电场中获得能量10、如图所示，在第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场(磁场足够大)，一对正负电子分别以相同的速度沿与x轴成30°角的方向从原点垂直磁场射入，则负电子与正电子在磁场中运动的时间之比为()A．1∶ 3 B．1∶2C．1∶1 D．2∶111、如图所示，垂直于纸面的匀强磁场区域宽度为d，一个电子以速度v沿图示方向垂直于磁场及磁场边界射入该区域，恰好不能飞过场区．下列方法中，可能使该电子飞到场区右侧的有()A．增大磁感应强度B．改变v的方向C．减小d D．将磁场反向12、如图所示，一束电子(电荷量为e)以速度v垂直射入磁感应强度为B、宽度为d的匀强磁场中，穿透磁场时速度方向与原来入射方向的夹角是30°，则电子的质量是________，穿透磁场的时间是__________．13、如图所示，一个带正电q的小带电体处于垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B，若小带电体的质量为m，为了使它对水平绝缘面正好无压力，应该（）A．使B的数值增大B ．使磁场以速率 v ＝mgqB ，向上移动C ．使磁场以速率v ＝mgqB ，向右移动D ．使磁场以速率v ＝mgqB，向左移动14．在匀强磁场中一个带电粒子做匀速圆周运动，如果又顺利垂直进入另一个磁感应强度是原来磁感应强度2倍的匀强磁场，则（ ）A ．粒子的速率加倍，周期减半B ．粒子的速率不变，轨道半径减半C ．粒子的速率减半，轨道半径变为原来的1/4D ．粒子的速率不变，周期减半15、如图所示，在y ＜0的区域存在匀强磁场，磁场方向垂直xOy 平面并指向纸外，磁感应强度为B.一带正电的粒子以速度v 0从O 点射入磁场，入射方向在xOy 平面内，与x 轴正方向的夹角为θ.若粒子射出磁场的位置与O 点的距离为L ，求该粒子的比荷qm.1．如下图所示的磁感应强度B 、电荷的运动速度v 和磁场对电荷的作用力f 的相互关系图中，画得正确的是(其中B 、f 、v 两两垂直)( )2．关于带电粒子在匀强电场和匀强磁场中的运动，下列说法正确的是( ) A ．带电粒子沿电场线方向射入，静电力对带电粒子做正功，粒子动能一定增加 B ．带电粒子垂直于电场线方向射入，静电力对带电粒子不做功，粒子动能不变 C ．带电粒子沿磁感线方向射入，洛伦兹力对带电粒子做正功，粒子动能一定增加 D ．不管带电粒子怎样射入磁场，洛伦兹力对带电粒子都不做功，粒子动能不变 3．电子在匀强磁场中做匀速圆周运动，下列说法正确的是( )A ．速率越大，周期越大B ．速率越小，周期越大C ．速度方向与磁场方向平行D ．速度方向与磁场方向垂直4．在回旋加速器中，带电粒子在D 形盒内经过半个圆周所需的时间t 与下列物理量无关的是( )A ．带电粒子的质量和电荷量B ．带电粒子的速度C ．加速器的磁感应强度D ．带电粒子运动的轨道半径5．从东向西运动的电子，由于受到地球磁场的作用，将会偏向()A．南方B．北方C．上方D．下方6．质子和α粒子分别经电压为2000 V和4000 V的电场加速后，进入同一匀强磁场中做匀速圆周运动，则它们的周期比是()A．1∶2 B．1∶1 C．2∶1 D．1∶47．在如图的匀强电场和匀强磁场共存的区域内(不计重力)，电子可能沿水平方向向右做直线运动的是()8．一个长直螺线管中通有大小和方向都随时间变化的交变电流，把一个带电粒子沿如图所示的方向沿管轴线射入管中，则粒子将在管中()A．做匀速圆周运动B．沿轴线来回振动C．做匀加速直线运动D．做匀速直线运动9、图所示为一速度选择器，内有一磁感应强度为B，方向垂直纸面向外的匀强磁场，一束粒子流以速度v水平射入，为使粒子流经磁场时不偏转（不计重力），则磁场区域内必须同时存在一个匀强电场，关于这处电场场强大小和方向的说法中，正确的是（）A、大小为B/v，粒子带正电时，方向向上B、大小为B/v，粒子带负电时，方向向上C、大小为Bv，方向向下，与粒子带何种电荷无关D、大小为Bv，方向向上，与粒子带何种电荷无关10．如图是质谱仪的工作原理示意图，带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器．速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E.平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2.平板S下方有强度为B0的匀强磁场．下列表述不．正确的是() A．质谱仪是分析同位素的重要工具B．速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外C．能通过狭缝P的带电粒子的速率等于E/BD．粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P，粒子的荷质比越小11、如图所示，一个带负电的滑环套在水平且足够长的粗糙绝缘杆上，整个装置处在图示匀强磁场中，现给滑环一个水平向右的初速度，则环在杆上的运动情况不可能是()A．始终做匀速运动B．先减速运动，最后静止于杆上C．先加速运动后匀速运动D．先减速后匀速运动12、如图所示，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＜a213．如图所示，MN表示真空室中垂直于纸面放置的感光板，它的一侧有匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度大小为B.一个电荷量为q的带电粒子从感光板上的狭缝O处以垂直于感光板的初速度v射入磁场区域，最后到达感光板上的P点．经测量P、Q间的距离为l，不计带电粒子受到的重力．求：(1)带电粒子所受洛伦兹力的大小；(2)带电粒子的质量．本周作业上周作业完成情况教学主管日期、时间学生签名。

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