研究洛伦兹力第五节2012

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第五节研究洛伦磁力课件

问题1.观察演示实验探讨洛伦兹力方向
左手定则：伸开左手，使大拇指跟其余四指垂直，且处于同一平面内，把手放入磁场中，磁感线垂直穿过手心，四指指向正电荷运动的方向，那么，拇指所指的方向就是正电荷所受洛伦兹力的方向．若是负电荷运动的方向，那么四指应指向其反方向。
问题2. 讨论在研究电荷的运动方向与磁场方向垂直的情况时，洛伦兹力f、v和B三者方向有什么关系？
当堂检测
1．试判断图中所示的带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向.
2. 一个电子穿过某一空间而未发生偏转，则（ B ） A．此空间一定不存在磁场 B．此空间可能有方向与电子速度平行的磁场 C．此空间可能有磁场，方向与电子速度垂直 D．以上说法都不对 3.如图所示，带电粒子所受洛伦兹力方向垂直纸面向外的是（ C
第五节研究洛伦兹力
化一中高二物理备课组制
一、学习目标 1、利用左手定则会判断洛伦兹力的方向，理解洛伦兹力对电荷不做功。 2、掌握洛伦兹力大小的推理过程。 3、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。二、学习重点 1、利用左手定则会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。三、学习难点 1、理解洛伦兹力对运动电荷不做功。 2、洛伦兹力方向的判断。
）
第4 题
4.如图所示，空间有磁感应强度为B，方向竖直向上的匀强磁场，一束电子流以初速v从水平方向射入，为了使电子流经过磁场时不偏转（不计重力），则在磁场区域内必须同时存在一个匀强电场，这个电场的场强大小与方向应是（） C A．B/v，方向竖直向上 B．B/v，方向水平向左 C．Bv，垂直纸面向里 D．Bv，垂直纸面向外 5.来自宇宙的电子流，以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点，则这些电子在进入地球周围的空间时，将（ C ） 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 6. 速率为的电子，垂直射入磁感应强度大小为0.20T的匀强磁场中，它受到的洛伦磁力是多大？

研究洛伦兹力

课堂练习
课后反馈
课堂小结
力的大小
力的方向
f、B、v方向关系示意图
总结：不管B与v是否垂直，始终有f⊥B，f⊥v，即f垂直于B和v 所决定的平面粒子带正电
f
f
B⊥ B∥
B v
v 当B与v垂直时
课堂练习
当B与v不垂直时
课后反馈
课堂小结
力的大小
力的方向
磁场对通电导线有力的作用，电流是由电荷的定向移动形成的
课堂练习
课后反馈
课堂小结
5.练习巩固
力的大小
力的方向
4、如图所示，在阴极射线管中电子流的方向由左向右，其正上方放置一根通有方向向右的直流电的导线，则阴极射线将 A A、向下偏转 B、向上偏转 C、向纸外偏转 D、向纸内偏转
课堂练习
课后反馈
课堂小结
力的大小
力的方向
做一做如图所示，质量为m的带正电小球能沿着竖直的绝缘墙下滑，磁感
力的大小
力的方向
1.电荷在电场中一定受到电场力的作用，与其运动状态无关；而电荷在磁场中不一定受到磁场力作用，只有相对于磁场运动且运动方向与磁场方向不平行的电荷才受磁场力作用。
2.大小：F电＝Eq, F洛=Bqvsinθ。
3.电荷所受电场力方向总是平行于电场线的切线方向；而电荷所受磁场力的方向总是既垂直于磁场方向，又垂直于运动方向。
O’ Φ(偏向角）
v Ａ θ α θ
θ
即θ＋ θ’＝１８０°
Ｂ ‘ v
课堂练习
课后反馈
课堂小结
力的大小
力的方向
运动时间的确定
利用偏转角（即圆心角α）与弦切角的关系，或者利
用四边形的内角和等与360°计算出圆心角α的大小,由公式 t=αT/ 360°可求出粒子在磁场中运动的时间

第5节：研究洛伦兹力(上课用)

（负极）
（正极）
实验现象：将磁铁靠近射线管，电子束运动轨迹发生了弯曲。实验结论：磁场对运动电荷有力的作用，这个力叫洛伦兹力。
英文名：Hendrik Antoon Lorentz。近代卓越的理论物理学家、数学家，经典电子论的创立者。1895年他提出了磁场对运动电荷的作用力的公式 , 为纪念他，人们称这种力为洛伦兹力。
理论推导:
试根据猜想的结果，有目的地推导出f洛表达式。
相关知识：
L
1、推导每个电荷受的洛仑兹力？导体里有N个电荷？
f洛

F安 N

BIL N
2、把无关因素（I )消去？
BQL
f洛 Nt
3、N个q之和就是Q ：f洛

BNqL Nt

Bqv
3、结论：当电荷在垂直于磁场的方向上运动时，磁场对
运动电荷的洛伦兹力f洛等于电荷量q，速度v，磁感应强度B三者的乘积，即：
均匀介质中，光是沿直线传播的。
在“笔”的作用下，“光线”神奇地发生了一定程度的弯曲。
回顾：
磁场对电流的有安培力的作用。
由大量定向运动的电荷形成。
问题：
通过该导体横截面的电荷量与时间的比值。
磁场对运动的电荷会有作用力吗？
验证：磁场对运动的电荷的作用力。
1、磁场：蹄(条)型形磁铁 2、电子射线管：加上高压后，能够连续发射电子形成电流，并能显示电子运动轨迹的装置。
－
＋
练习1：试判断带电粒子所受洛伦兹力方向
＋
f洛
f洛
v
垂直纸面向外
无
永不做功
洛伦兹力对运动电荷是否做功？
二、探究影响洛伦兹力的大小因素：
猜想:

5.5探究洛伦兹力(学)剖析

5.5探究洛伦兹力课标解读重点难点1.会用左手定则判断洛伦兹力的方向，会计算洛伦兹力的大小．通过理论推导洛伦兹力大小的公式，养成严密推理的科学作风．2.知道带电粒子垂直进入匀强磁场时做匀速圆周运动的规律.1.洛伦兹力的大小和方向．(重点)2.带电粒子在磁场中的运动．(重点)3.推导洛伦兹力的公式．(难点)4.计算带电粒子在磁场中运动的问题．(难点) 洛伦兹力以及方向1.基本知识(1)洛伦兹力：磁场对的作用力．(2)左手定则：伸直左手，让大拇指与四指垂直且在同一平面内，四指方向，让磁感线穿入手心，大拇指所指的方向就是洛伦兹力的方向，如图5－5－1所示．对于负电荷，四指指向方向．(3)方向特点：①如果v⊥B，则f⊥B，f⊥v，所以B、v、f三者互相垂直．②如果v与B不垂直，则f⊥B，f⊥v，所以f垂直于决定的平面．2．思考判断(1)只要将电荷放入磁场中，电荷就一定受洛伦兹力．()(2)洛伦兹力的方向只与磁场方向和电荷运动方向有关．()(3)洛伦兹力始终和带电粒子速度方向垂直，所以洛伦兹力不做功．()3．探究交流洛伦兹力的方向是由什么因素决定的？为什么洛伦兹力不能改变速度的大小？洛伦兹力的大小1.基本知识(1)思路：磁场对通电导体的安培力，是由作用在的力引起的．图5－5－1(2)推导过程：长为L 的导体垂直磁场放置，通入电流为I ，受到的安培力F ＝，而I ＝nqS v ，导体中的电荷总数为N ＝nLS ，所以每个电荷受到的磁场力(即洛伦兹力)为f ＝F /N ＝.(3)公式：(4)成立条件：．2．思考判断(1)安培力是洛伦兹力的宏观表现．()(2)当带电粒子速度方向与磁场方向平行时洛伦兹力最大．() (3)将磁铁靠近阴极射线管，磁场越强，电子束的弯曲越明显．()3．探究交流电荷在电场中一定受电场力作用，想一想，电荷在磁场中也一定受洛伦兹力作用吗？带电粒子在磁场中的运动1.基本知识(1)带电粒子垂直进入磁场，只受洛伦兹力作用，带电粒子做，提供向心力．(2)轨道半径：由于洛伦兹力提供向心力，即qvB ＝m v2r ，由此推得r ＝mv Bq. (3)运动周期：由T ＝2πr v 和r ＝mv Bq ，联立求得T ＝2πmBq. 2．思考判断(1)当带电粒子速度方向与磁场方向相同时，粒子做匀加速运动．() (2)带电粒子速度越大，在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径越大．() (3)速度越大，带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期越大．()3．探究交流怎样推导带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径和周期公式？对洛伦兹力的理解【问题导思】1．洛伦兹力的方向有什么特点？2．洛伦兹力和安培力有什么关系？1．洛伦兹力的方向洛伦兹力f的方向既垂直于磁场B的方向，又垂直于运动电荷的速度v的方向，即f总是垂直于B和v所在的平面．2．洛伦兹力和安培力的关系(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)大小关系：F安＝Nf.(N是导体中定向运动的电荷数)(3)方向关系：洛伦兹力与安培力的方向一致，均可用左手定则进行判断．(4)洛伦兹力永远不做功，但安培力可以做功．3．洛伦兹力和电场力的对比洛伦兹力电场力作用对象仅在运动电荷的速度方向与B不平行时，运动电荷才受到洛伦兹力带电粒子只要处在电场中，一定受到电场力大小方向f＝qvsin θ，方向与B垂直，与v垂直，用左手定则判断F＝qE，F的方向与E同向或反向特点洛伦兹力永不做功电场力可做正功、负功或不做功相同点反映了电场和磁场都具有力的性质来自宇宙的质子流，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()A．竖直向下沿直线射向地面B．相对于预定地点，稍向东偏转C．相对于预定地点，稍向西偏转D．相对于预定地点，稍向北偏转1．(2012·上海奉贤区高二检测)如图5－5－2所示，将一阴极射线管置于一通电螺线管的正上方且在同一水平面内，则阴极射线将()A．向外偏转B．向里偏转C．向上偏转D．向下偏转带电粒子在匀强磁场中运动的解题方法【问题导思】1．带电粒子在磁场中的运动轨迹由哪些因素决定？2．根据几何知识，如何确定带电粒子在磁场中运动轨迹的圆心？1．定圆心图5－5－2(1)知磁场中两点速度方向，则带电粒子在两点所受洛伦兹力作用线的交点即为圆心．如图5－5－3(a)所示．(2)知磁场中一点速度方向和另一点位置，则该点所受洛伦兹力作用线与这两点连线的中垂线的交点即为圆心，如图5－5－3(b)所示．2．求半径画圆弧后，再画过入射点、出射点的半径并作出辅助三角形，最后由几何知识求出半径．3．求运动时间(1)利用t ＝θ2πT 求．即：先求周期T ，再求圆心角θ.(2)圆心角的确定①带电粒子射出磁场的速度方向与射入磁场的速度方向间的夹角φ叫偏向角．偏向角等于圆心角，即α＝φ，如图5－5－4所示．②某段圆弧所对应的圆心角是这段圆弧弦切角的二倍，即α＝2θ.(3)由公式r ＝mvqB 知，在匀强磁场中，做匀速圆周运动的带电粒子，轨道半径跟运动速率成正比．(4)由公式T ＝2πmqB 知，在匀强磁场中，做匀速圆周运动的带电粒子，周期跟轨道半径和运动速率均无关，而与比荷qm成反比．(2012·漳州一中高二检测)如图5－5－5所示，虚线圆所围区域内有方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为 B.一束电子沿圆形区域的直径方向以速度v 射入磁场，电子束经过磁场区域后，其运动方向与原入射方向成θ角．设电子的质量为m ，电荷量为e ，不计电子之间的相互作用力及电子所受的重力．求：(1)电子在磁场中运动轨迹的半径R ；图5－5－4图5－5－3ab(2)电子在磁场中运动的时间t；(3)圆形磁场区域的半径r.图5－5－52．(2012·汕头高二检测)如图5－5－6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的匀强电场中，穿过磁场时速度方向与电子原来入射方向的夹角是30°，则电子的质量是多少？电子穿过磁场的时间是多少？图5－5－6【备选例题】一宽为L的匀强磁场区域，磁感应强度为B，如图教5－5－2所示，一质量为m、电荷量为－q的粒子以某一速度(方向如图所示)射入磁场．若不使粒子从右边界飞出，则其最大速度应为多大？(不计粒子重力)图教5－5－2综合解题方略——带电粒子在磁场中运动的临界问题(2013·厦门一中高二期末)如图5－5－7所示，两个板间存在垂直纸面向里的匀强磁场，一带正电的质子以速度v0从O点垂直射入．已知两板之间距离为 d.板长为d，O点是NP板的正中点，为使粒子能从两板之间射出，试求磁感应强度B应满足的条件(已知质子带电荷量为q，质量为m)．图5－5－7规律总结：解答此类问题一般步骤是：1．由题意明确粒子带电正负，由左手定则确定受力方向和偏转方向．2．画出轨迹示意图，寻找临界条件，判断是否多解等．3．根据几何关系确定半径．4．根据洛伦兹力提供向心力列出方程，求出结果并判断是否符合临界条件，是否还有其他解．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、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B2．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5－5－8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，速率改变图5－5－8 3．(2012·杭州高二检测)两个粒子，带电荷量相等，在同一匀强磁场中只受磁场力做匀速圆周运动() A．若速度相等，则半径必相等B．若质量相等，则周期必相等C．若质量和速度乘积大小相等，则半径必相等D．若动能相等，则周期必相等4．如图5－5－9所示，带负电的粒子以速度v从粒子源P处射出，若图中匀强磁场范围足够大(方向垂直纸面)，则带电粒子的可能轨迹是()A ．aB ．bC ．cD ．d5．一初速度为零的质子(质量m ＝1.67×10－27kg ，电荷量q ＝1.6×10－19C)，经过电压为 1 880 V 的电场加速后，垂直进入磁感应强度为5.0×10－4T 的匀强磁场中，质子所受的洛伦兹力为多大？1．下列说法正确的是()A ．所有电荷在电场中都要受到电场力的作用B ．所有电荷在磁场中都要受到洛伦兹力的作用C ．一切运动电荷在磁场中都要受到洛伦兹力的作用D ．运动电荷在磁场中，只有当垂直于磁场方向的速度分量不为零时，才受到洛伦兹力的作用2．(2012·连江一中高二检测)速率相同的电子垂直磁场方向进入四个不同的磁场，其轨迹如下图所示，则磁场最强的是()3．如图5－5－10所示，a 和b 带电荷量相同，以相同动能从A 点射入磁场，在匀强磁场中做圆周运动的半径r a ＝2r b ，则可知(重力不计)()A ．两粒子都带正电，质量比m a /m b ＝4B ．两粒子都带负电，质量比m a /m b ＝4C ．两粒子都带正电，质量比m a /m b ＝1/4D ．两粒子都带负电，质量比m a /m b ＝1/44．(2012·烟台高二检测)粒子甲的质量与电荷量分别是粒子乙的4倍与2倍，两粒子均带正电荷．让它们在匀强磁场中同一点以大小相等、方向相反的速度开始运动．已知磁场方向垂直于纸面向里．则下列四个图中，能正确表示两粒子运动轨迹的是()图5－5－9图5－5－105．(2012·莆田六中高二检测)带电油滴以水平速度v 0垂直进入磁场，恰做匀速直线运动，如图5－5－11所示，若油滴质量为m ，磁感应强度为B ，则下述说法正确的是()A ．油滴必带正电荷，电荷量为2mgv 0BB ．油滴必带负电荷，比荷q m ＝g v 0BC ．油滴必带正电荷，电荷量为mg v 0BD ．油滴带什么电荷都可以，只要满足q ＝mg v 0B6．半径为r 的圆形空间内，存在着垂直于纸面向里的匀强磁场，一个带电粒子(不计重力)从A 点以速度v 0垂直于磁场方向射入磁场中，并从B 点射出．∠AOB ＝120°，如图5－5－12所示，则该带电粒子在磁场中运动的时间为()A.3πr 3v 0B.23πr 3v 0C.πr 3v 0D.3πr 3v 07．如图5－5－13所示，有界匀强磁场边界线SP ∥MN ，速度不同的同种带电粒子从S 点沿SP 方向同时射入磁场，其中穿过a 点的粒子速度v 1方向与MN 垂直，穿过b 点的粒子，其速度v 2的方向与MN成60°角．设两粒子从S 到a 、b 所需时间分别为t 1、t 2，则t 1∶t 2为()A ．1∶3B ．4∶3C ．1∶1D ．3∶28．(2012·古田一中高二检测)北半球某处，地磁场水平分量B 1＝0.8×10－4T ，竖直分量B 2＝0.5×10－4T ，海水向北流动，海洋工作者测量海水的流速时，将两极板插入此海水中，保持两极板正对且垂线沿东西方向，两极板相距d ＝20 m ，如图5－5－14所示，与两极板相连的电压表(可看做是理想电压表)示数为U ＝0.2 mV ，则()A ．西侧极板电势高，东侧极板电势低B ．西侧极板电势低，东侧极板电势高C ．海水的流速大小为0.125 m/sD ．海水的流速大小为0.2 m/s图5－5－13图5－5－11图5－5－12图5－5－149．(2011·海南高考)空间存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，图5－5－15中的正方形为其边界．一细束由两种粒子组成的粒子流沿垂直于磁场的方向从O点入射．这两种粒子带同种电荷，它们的电荷量、质量均不同，但其比荷相同，且都包含不同速率的粒子．不计重力．下列说法正确的是() A．入射速度不同的粒子在磁场中的运动时间一定不同B．入射速度相同的粒子在磁场中的运动轨迹一定相同C．在磁场中运动时间相同的粒子，其运动轨迹一定相同D．在磁场中运动时间越长的粒子，其轨迹所对的圆心角一定越大10．(2012·上海上宁区高二检测)“上海光源”发出的光，是接近光速运动的电子在磁场中做曲线运动改变运动方向时产生的电磁辐射．若带正电的粒子以速率v0进入匀强磁场后，在与磁场垂直的平面内做半径为mv0/qB的匀速圆周运动(见图5－5－16)，式中q为粒子的电荷量，m为其质量，B为磁感应强度，则其运动的角速度ω＝________.粒子运行一周所需要的时间称为回旋周期．如果以上情况均保持不变，仅增加粒子进入磁场的速率v0，则回旋周期________(填“增大”、“不变”或“减小”)．11．(2012·宁德高二检测)已知质量为m的带电液滴，以速度v射入互相垂直的匀强电场E和匀强磁场B中，液滴在此空间刚好能在竖直平面内做匀速圆周运动，如图5－5－17所示．重力加速度为g.求：(1)液滴在空间受到几个力的作用；(2)液滴带电荷量及电性；(3)液滴做匀速圆周运动的半径多大．12．如图5－5－18所示，在y＜0的区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于xOy平面并指向纸面外，磁感应强度为 B.一带正电的粒子以速度v0从O点射入磁场，入射方向如图，与x轴正向的夹角为θ.若粒子射出磁场的位置与O点的距离为l，求该粒子的电荷量和质量之比qm.图5－5－18图5－5－15图5－5－16图5－5－17。

研究洛伦兹力-课件

一、对洛伦兹力的理解
1．大小 (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． 2．方向 (1)洛伦兹力的方向总是与电荷运动方向和磁场方向垂直，即洛伦兹力的方向总是垂直于电荷运动方向和磁场方向所决定的平面，f、B、v三者的方向关系是：f⊥B，f⊥v，但B与v不一定垂直．
＝2∶1，进入同一磁场后洛伦兹力 f＝qvB，所以
f1∶f2＝2∶1.
速度选择器
例3 如图3－5－2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：①偏向正极板的是质子；②偏向
F安 nLS
qvB
电荷数为nLS，所以f＝＝ ____.
综上可知，当电荷在垂直于磁场的方向上运动时，磁场对运动电荷的洛伦兹力f＝ q_v_B__. 思考感悟 2．带电粒子在电场中一定受电场力，但带电粒子在磁场中一定受洛伦兹力吗？提示：不一定，要看带电粒子是否运动以及运动方向与磁场方向的夹角．
(2)大小关系：F安＝Nf(N是导体中定向运动的电荷数)．
(3)方向关系：洛伦兹力与安培力的方向一致，均可用左手定则进行判断．特别提醒：虽然安培力是洛伦兹力的宏观表现，但也不能简单地认为安培力就等于所有定向移动的电荷所受洛伦兹力的和，只有当导体静止时，二者才相等．
即时应用 (即时突破，小试牛刀) 2．(单选)安培力和洛伦兹力，下列说法中正确的是
变式训练1 (单选)初速度为零的带有相同电荷量
的粒子，它们的质量之比为m1∶m2＝1∶4，使它们经过同一加速电场后，垂直进入同一个匀强磁

第三章第五节研究洛伦兹力

答案：B
拓展二探究洛伦兹力的大小计算
导体中带电粒子的定向移动形成了电流，电荷在磁场中定向运动时受到洛伦兹力作用，电流在磁场中受到安培力作用，那么两者之间有什么关系呢？
提示：安培力是洛伦兹力的宏观表现．
1．洛伦兹力与安培力的区别和联系．
区别
联系
①安培力是洛伦兹力的宏
①洛伦兹力是指单个运观表现，洛伦兹力是安培
3．轨迹半径、周期、频率、角速度和动能．
(1)由
Bqv＝mvr2得
mv r＝__q_B__．
2π m (2)由 T＝2vπr代入 r 得 T＝__q_B__ (与 r、v 无关)．
(3)粒子的转动频率 f＝T1＝__2_πq_B_m__．
(4)粒子的角速度ω
＝2Tπ
qB ＝___m____．
(5)粒子的动能 Ek＝12mv2.
答案：C
2．如图所示，将一阴极射线管置于一通电螺线管的正上方且在同一水平面内，则阴极射线将( )
A．向里偏转 B．向外偏转 C．向上偏转 D．向下偏转
解析：根据右手螺旋定则，螺线管内部的磁场方向向下，根据左手定则知，电子所需的洛伦兹力方向垂直纸面向外，则阴极射线管中的电子束将向纸面外偏转，故 A、 C、D 错误，B 正确．
解析：安培力是磁场对通电导体内定向移动电荷所施加洛伦兹力的宏观表现，但洛伦兹力方向与运动电荷位移方向总是垂直的，故洛伦兹力对运动电荷不能做功，而安培力却能使通电导线在其作用方向上产生位移，因而能做功．
答案：BD
拓展一洛伦兹力的方向特点
通电导线在磁场中受到安培力作用 F＝BIL，如果导线中不通电，则 F＝0，可见，电荷的定向运动会受到磁场力的作用，如图所示，抽成真空的电子射线管放在磁场中时，会看到电子流的偏转，请思考：运动电子在磁场中为什么会偏转呢？电子不运动能偏转吗？结合安培力方向的判定你能分析出电荷在磁场中的受力方向吗？

第五节研究洛伦兹力说课稿

第五节研究洛伦兹力说课稿一、说教材:本节是安培力的延续，又是后面学习带电体在磁场中运动的基础，还是力学分析中重要的一部分。

学好本节，对以后力学综合中涉及洛伦兹力的分析，对利用功能关系解力学问题，有很大的帮助。

教材首先通过观察演示实验，讨论洛伦兹力的方向，然后将安培力看作是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现，通过安培力公式导出洛伦兹力的公式，这一部分是学生的一个理论探究活动。

最后，借助例题介绍速度选择器。

根据如上分析，可确定出本节教学的目标：知识与技能：1、通过实验，认识洛伦兹力。

会判断洛伦兹力的方向，会计算洛伦兹力的大小。

2、理解洛伦兹力对运动电荷不做功。

了解速度选择器。

过程与方法：1、通过观察电子束在磁场中的偏转情况研究洛伦兹力的方向，体验研究物理学的实验方法。

2、对比安培力和洛伦兹力，从理论上导出洛伦兹力公式，认识科学探究方法的多样性。

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大小的公式，养成严密推理的科学作风。

重点、难点分析：1．重点：让学生理解安培力是洛伦兹力的宏观表现；让学生学会洛伦兹力方向的判断及大小的计算；理解洛伦兹力产生的条件和特征。

2．难点：洛伦兹力公式的推导；f、V、B三者的方向关系；洛伦兹力在力学中的综合应用。

二、说教法、学法教学时采用分析推理、思考讨论、归纳总结相结合的方法。

学生可通过观察电子束在磁场中的偏转情况研究洛伦兹力的方向，体验研究物理学的实验方法。

对比安培力和洛伦兹力，从理论上导出洛伦兹力公式，认识科学探究方法的多样性。

三、说程序1、新课引入（推理---猜想---实验观察）推理：磁场对电流有安培力的作用，而电流是由电荷的定向移动形成的。

学生猜想：磁场对运动电荷有（无）作用力验证：演示实验现象：在没有外磁场时，电子束是沿直线前进的，若把射线管放在蹄形磁铁的两极间，电子束运动的径迹发生了弯曲。

说明：运动电荷受到磁场的作用力-------洛伦兹力。

探究洛伦兹力

学习目标
思维启迪
电视机显像管中的电子只是细
(1)知道磁场对运动电荷有力的细的一束，为什么能使整个屏幕发
作用，并且运动方向与磁场方光？从宇宙深处射来的带电粒子，
向垂直时力最大．
为什么不能直射地球？为什么只在
(2)知道安培力是洛伦兹力的宏地球两极形成绚丽多彩的极光？
观表现．
(如图5－5－1所示)……解开这些
3．带电粒子做匀速圆周运动的圆心、半径以及运动时间的确定．
(1)圆心的确定：因为洛伦兹力始终与粒子_运__动__方__向__ 垂直，洛伦兹力提供粒子做圆周运动的_向__心__力__，即总是指向圆心．根据此点我们可以很容易地找到圆周运动的圆心．其方法是：画出粒子运动的任意两点所受洛伦兹力的方向，其延长线的交点即为_圆__心__．
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
5．两个电子以大小不同的初速度沿垂直磁场的
方向射入一匀强磁场中．设r1、r2为这两个电子的运
动轨迹半径，T1、T2是它们的运动周期，则 ( )
A．r1＝r2，T1≠T2
2．轨迹半径和周期
当带电粒子沿垂直于磁场方向以一定的速度进入
磁场时，粒子将做匀速圆周运动，此时向心力来源为
_洛__伦__兹__力__．根据
Bqv＝mvR2，我们可以得到
mv R＝_B_q_，
mv
此为圆周运动的半径，又根据 B2πqvm＝m(2Tπ)2R 和 R＝B__q_.
可以得到圆周运动的周期 T＝_B_q__.
答案：A 【题后反思】阴极射线是电子流，电子带负电，应用左手定则时应将四指指向电子束运动相反的方向．即负电荷受力的方向和正电荷受力的方向相反．

第五节研究洛沦兹力

第五节研究洛伦兹力二.洛伦兹力的大小【理论基础】 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。
设:导线内单位体积内的电荷数为n，每个电荷的电量为q，
电荷定向运动的速度为v，阴影部分导线内电荷数为N
L vt
F ILB
IQ t
Q Nq
f qvB
N nSvt
F Nf
洛仑兹力永远与速度方向垂直。 2.洛仑兹力对电荷不做功 3.洛仑兹力只改变速度的方向，不改变速度的大小。 ——洛仑兹力对电荷只起向心力的作用，故只在洛仑兹力的作用下，电荷将作匀速圆周运动。
第五节研究洛伦兹力【例题1】判断图中带电粒子所受洛仑兹力的方向：
【例题2】依运动轨迹，判断图中带电粒子的电性。
洛伦兹力的方向符合左手定则： ——伸开左手，使大拇指跟其余四指垂直，且处于同一平面内，把手放入磁场中，磁感线垂直穿过手心，四指指向正电荷运动的方向，那么，拇指所指的方向就是正电荷所受洛伦兹力的方向．
若是负电荷运动的方向，那么四指应指向其反方向。
第五节研究洛伦兹力
关于洛仑兹力的说明： 1.洛仑兹力的方向垂直于v和B组成的平面。
第五节研究洛伦兹力
【例题3】质量为m，带电量为q的带电粒子，以速率v垂直进入如图所示的匀强磁场中，恰好做匀速直线运动．求：磁场的磁感应强度及带电粒子的电性．
第六节洛沦兹力与现代技术三.速度选择器
在电、磁场中，若不计重力，则： qE qvB v E
B
1.速度选择器只选择速度，与电荷的正负无关； 2.注意电场和磁场的方向搭配。
第五节研究洛伦兹力
【例题4】已知一质子以5×107m/s的速度沿上图所示方向进入磁感应强度B=2T的匀强磁场中，质子受的洛仑兹力为多大？

3-1第五节洛伦兹力

导体的长度为L 单位体积的电荷数为n 电荷定向移动的速度为v
导体横截面积为S
每个电荷的电量为q
导体中的电流强度I= nqSv 导体受安培力为 BnqSvL
导体中的电荷的总个数为nSL 每个电荷受力为 qvB
B
v I
v
v
F
v
演示实验三：见图
加上磁场后，电子束向下运动，运动径迹发生弯曲。
观察实验总结结论
1、磁场对运动电荷有力的作用该力叫洛仑兹力。
磁场对电流有安培力的作用，而电流是由电荷
定向运动形成的。所以磁场对电流的安培力是磁场
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。
思考与讨论
1.根据洛仑兹力方向的特点，考虑运动电荷在
洛仑兹力作用下速度会如何变化？
只改变运动电荷的速度方向而不改变其速度的大小洛仑兹力作用不改变动能，不做功。
2.电子以初速度V垂直进入磁感应强度为B的
匀强磁场中,则( B、D )
A.磁场对电子的作用力始终不变.
B.磁场对电子的作用力始终不做功
B.运动电荷在某处不受洛仑兹力作用,则该处的磁感应强度一定为零.
C.洛仑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.洛仑兹力对带电粒子不做功.
答案:D
讨论
若电荷运动方向与磁场方向平行将怎样？ 3、力的大小：
ａ．当ｖＢ时，ｆ＝ｑｖＢ．ｂ．当ｖＢ时，ｆ＝０．ｃ．当ｖ与Ｂ成一夹角时，ｆ＝ｑｖＢ sin
2、洛仑兹力的方向确定：伸开左手，使拇指与四指在同一平面内，并与四指
左手定则
垂直，让磁感线垂直穿入
手心，使四指指向正电荷