高二物理选修3-1第三章 第05节 研究洛伦兹力
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兹力的作用
• 【课堂练习4】电子的速率v=3×106m/s，垂直 射入B=0.10 T的匀强磁场中，它受到的洛伦兹 力是多大？若进入磁场时，速度方向与磁场方 向成θ=300，则洛伦兹力又为多大？
解：（1）f=qvB f= 1.60×10-19×3×106 ×0.10N =4.8×10 -14 N （2）f=qvBsinθ=2.4×10 -14 N
【课堂练习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，
下列说法中正确的是( B )
A．f、B、v 三者必定均相互垂直 B．f 必定垂直于 B、v，但 B 不一定垂直 v C．B 必定垂直于 f，但 f 不一定垂直于 v D．v 必定垂直于 f，但 f 不一定垂直于 B
【课堂练习3】(单选) 关于电荷在磁场中的受力，
下列说法中正确的是( D )
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
B．洛伦兹力的大小始终满足 f＝qvB C．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
三、洛仑兹力的应用———速度选择器
【例2】如右图,若已知两板间存在相互正交的匀强电 场E与匀强磁场B，从粒子源出来的带电的粒子速度 水平向右,重力不计，(1)画出受力分析； (2)速度多大的粒子才能沿直线穿过场区?
三、洛仑兹力的应用———速度选择器
【例2】解：由于F合=0
则：qEqvB
v
E B
运动受到的洛仑兹力f=_q__v_B___
关于洛仑兹力大小的理解：
(1)当 v⊥B 时，f ＝qvB。 (2)当 v∥B 时，f ＝0，即电荷运动方
向与磁场平行时，不受洛伦兹力。
(3)当 v＝0 时，f ＝0，即静止电荷 不受洛伦兹力。 (4)当运动电荷的速度v方向与磁感应
强度B的方向夹角为θ时，则 f=qvBsinθ。
入，才能沿直线通过
C．不论粒子电性如何，沿 ab 方向从左
侧进入，都能沿直线通过
D．不论粒子电性如何，沿 ba 方向从右
侧进入，都能沿直线通过
• 四、课堂小结 • 1、洛伦兹力的方向（左手定则） • 2、洛伦兹力的大小 • (1)当电荷运动的方向与磁场方向垂直时，f＝qvB • (2)当 v∥B 时，f＝0，即运动方向与磁场平行时， • 不受洛伦兹力 • (3)当 v＝0 时，f＝0，即静止电荷不受洛伦兹力． • (4)当电荷运动方向与磁场方向夹θ角时
B A．Bv ，方向竖直向上
B．vB ，方向水平向左
v
C．Bv，垂直纸面向里
D．Bv，垂直纸面向外
【课堂练习6】（多选）如图 粒子速度选择器的原理图
如果粒子所具有的速率
v＝
E B
(不计重力)，则(
AC)
A．带正电粒子必须沿 ab 方向从左侧进入，才能沿直线通过
B．带负电粒子必须沿 ba 方向从右侧进
BF
B
F垂直 纸面v 向外
B
F垂直 纸v面向里
思考：洛仑兹力对运动的电荷做功吗？为什么？
不做功，因为洛仑兹力始终垂直于速度
(一)、洛伦兹力的方向
【课堂练习1】如图所示，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( D )
A．向纸内偏 C．向下偏转
B．向纸外偏 D．向上偏转
(一)、洛伦兹力的方向
f
f
f
F安
f
f
ff f
1.安培力源自文库洛伦兹力的宏观表现． 2.洛伦兹力是安培力的微观本质。
荷
兰 物
洛 伦
理
兹
学
家
H.A.Lorentz （1853-1928）
演示实验：洛伦兹力的方向
没有外磁场时，电子束沿直线前进。 让电子运动方向与磁场垂直，电子束轨迹偏转。 说明：磁场对运动电荷有力的作用——洛仑兹力。
讨论交流 二、洛仑兹力的大小
原理：安培力是洛仑兹力宏观表现. 已知：
B、L、S、n、v、q
S
n：单位体积内的
电荷数
v：电荷速度大小
电流模型
L
q:一个电荷的电量
1、在长L的体积内的电荷数为N=__L__S_n_,这些电
荷完全通过截面积S的时间t=___L_/v___,
2、通过导线的电流强度I=__n_q__S_v__长度为L的 导线所受的安培力F=___B_n_q__S_v_L 3、电量为q,速度为v在垂直磁场(磁感应强度为B)中
注意：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。
【课堂练习5】 如图 ，匀强磁场磁感应强度为 B，方向竖 直向上，一束电子流以初速度 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)
(一)、洛伦兹力的方向
洛伦兹力的方向符合左手定则： 伸开左手，使拇指与四指在同一个平面内并跟四指垂直 手心：磁感线垂直穿入 四指：指正电荷运动的方向 或负电荷运动的反方向 拇指 ：所指就是运动电荷所受洛伦兹力的方向。
【例题1】试判断图中带电粒子刚进入磁场
时所受的洛伦兹力的方向:
v
v
B
v
F=0
FB
第三章 第五节 研究洛伦兹力
研究洛伦兹力
情景：神秘的极光
极光视频
极光是一种绚丽多彩的发光现象，其发生是
由于带电粒子流进入地球磁场，在地球南北
两极附近地区的高空，夜间出现的灿烂美丽
的光辉。
思考并猜想：
电流是怎样形成的?磁场对电流有力的作 用吗?由此推理,你是否可以提出某种猜想?
你的想法是: 磁场对运动电荷有作用力.
方向关系： 1、f洛⊥v(一定) 2、f洛⊥B (一定) 3. v与B不一定垂直
(一)、洛伦兹力的方向
小结：关于洛仑兹力方向的理解： 1.f洛⊥v(一定) f洛⊥B (一定). v与B不一定垂直
洛仑兹力的方向垂直于v和B组成的平面。
2.洛仑兹力只改变速度的方向，不改变速 度的大小。 3.洛仑兹力对电荷不做功。
f=qvBsinθ
3、洛仑兹力的应用——速度选择器
qE qvB
1、只要有坚强的意志力，就自然而然地会有能耐、机灵和知识。2、你们应该培养对自己，对自己的力量的信心，百这种信心是靠克服障碍，培养意志和锻炼意志而获得的。 3、坚强的信念能赢得强者的心，并使他们变得更坚强。4、天行健，君子以自强不息。5、有百折不挠的信念的所支持的人的意志，比那些似乎是无敌的物质力量有更强大 的威力。6、永远没有人力可以击退一个坚决强毅的希望。7、意大利有一句谚语：对一个歌手的要求，首先是嗓子、嗓子和嗓子……我现在按照这一公式拙劣地摹仿为：对 一个要成为不负于高尔基所声称的那种“人”的要求，首先是意志、意志和意志。8、执着追求并从中得到最大快乐的人，才是成功者。9、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 10、发现者，尤其是一个初出茅庐的年轻发现者，需要勇气才能无视他人的冷漠和怀疑，才能坚持自己发现的意志，并把研究继续下去。11、我的本质不是我的意志的结果， 相反，我的意志是我的本质的结果，因为我先有存在，后有意志，存在可以没有意志，但是没有存在就没有意志。12、公共的利益，人类的福利，可以使可憎的工作变为可 贵，只有开明人士才能知道克服困难所需要的热忱。13、立志用功如种树然，方其根芽，犹未有干；及其有干，尚未有枝；枝而后叶，叶而后花。14、意志的出现不是对愿 望的否定，而是把愿望合并和提升到一个更高的意识水平上。15、无论是美女的歌声，还是鬓狗的狂吠，无论是鳄鱼的眼泪，还是恶狼的嚎叫，都不会使我动摇。16、即使 遇到了不幸的灾难，已经开始了的事情决不放弃。17、最可怕的敌人，就是没有坚强的信念。18、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下 去。19、意志若是屈从，不论程度如何，它都帮助了暴力。20、有了坚定的意志，就等于给双脚添了一对翅膀。21、意志坚强，就会战胜恶运。22、只有刚强的人，才有神 圣的意志，凡是战斗的人，才能取得胜利。23、卓越的人的一大优点是：在不利和艰难的遭遇里百折不挠。24、疼痛的强度，同自然赋于人类的意志和刚度成正比。25、能 够岿然不动，坚持正见，度过难关的人是不多的。26、钢是在烈火和急剧冷却里锻炼出来的，所以才能坚硬和什么也不怕。我们的一代也是这样的在斗争中和可怕的考验中 锻炼出来的，学习了不在生活面前屈服。27、只要持续地努力，不懈地奋斗，就没有征服不了的东西。28、立志不坚，终不济事。29、功崇惟志，业广惟勤。30、一个崇高 的目标，只要不渝地追求，就会居为壮举；在它纯洁的目光里，一切美德必将胜利。31、书不记，熟读可记；义不精，细思可精；惟有志不立，直是无着力处。32、您得相 信，有志者事竟成。古人告诫说：“天国是努力进入的”。只有当勉为其难地一步步向它走去的时候，才必须勉为其难地一步步走下去，才必须勉为其难地去达到它。33、 告诉你使我达到目标的奥秘吧，我唯一的力量就是我的坚持精神。34、成大事不在于力量的大小，而在于能坚持多久。35、一个人所能做的就是做出好榜样，要有勇气在风 言风语的社会中坚定地高举伦理的信念。36、即使在把眼睛盯着大地的时候，那超群的目光仍然保持着凝视太阳的能力。37、你既然期望辉煌伟大的一生，那么就应该从今 天起，以毫不动摇的决心和坚定不移的信念，凭自己的智慧和毅力，去创造你和人类的快乐。38、一个有决心的人，将会找到他的道路。39、��
• 【课堂练习4】电子的速率v=3×106m/s，垂直 射入B=0.10 T的匀强磁场中，它受到的洛伦兹 力是多大？若进入磁场时，速度方向与磁场方 向成θ=300，则洛伦兹力又为多大？
解：（1）f=qvB f= 1.60×10-19×3×106 ×0.10N =4.8×10 -14 N （2）f=qvBsinθ=2.4×10 -14 N
【课堂练习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，
下列说法中正确的是( B )
A．f、B、v 三者必定均相互垂直 B．f 必定垂直于 B、v，但 B 不一定垂直 v C．B 必定垂直于 f，但 f 不一定垂直于 v D．v 必定垂直于 f，但 f 不一定垂直于 B
【课堂练习3】(单选) 关于电荷在磁场中的受力，
下列说法中正确的是( D )
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
B．洛伦兹力的大小始终满足 f＝qvB C．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
三、洛仑兹力的应用———速度选择器
【例2】如右图,若已知两板间存在相互正交的匀强电 场E与匀强磁场B，从粒子源出来的带电的粒子速度 水平向右,重力不计，(1)画出受力分析； (2)速度多大的粒子才能沿直线穿过场区?
三、洛仑兹力的应用———速度选择器
【例2】解：由于F合=0
则：qEqvB
v
E B
运动受到的洛仑兹力f=_q__v_B___
关于洛仑兹力大小的理解：
(1)当 v⊥B 时，f ＝qvB。 (2)当 v∥B 时，f ＝0，即电荷运动方
向与磁场平行时，不受洛伦兹力。
(3)当 v＝0 时，f ＝0，即静止电荷 不受洛伦兹力。 (4)当运动电荷的速度v方向与磁感应
强度B的方向夹角为θ时，则 f=qvBsinθ。
入，才能沿直线通过
C．不论粒子电性如何，沿 ab 方向从左
侧进入，都能沿直线通过
D．不论粒子电性如何，沿 ba 方向从右
侧进入，都能沿直线通过
• 四、课堂小结 • 1、洛伦兹力的方向（左手定则） • 2、洛伦兹力的大小 • (1)当电荷运动的方向与磁场方向垂直时，f＝qvB • (2)当 v∥B 时，f＝0，即运动方向与磁场平行时， • 不受洛伦兹力 • (3)当 v＝0 时，f＝0，即静止电荷不受洛伦兹力． • (4)当电荷运动方向与磁场方向夹θ角时
B A．Bv ，方向竖直向上
B．vB ，方向水平向左
v
C．Bv，垂直纸面向里
D．Bv，垂直纸面向外
【课堂练习6】（多选）如图 粒子速度选择器的原理图
如果粒子所具有的速率
v＝
E B
(不计重力)，则(
AC)
A．带正电粒子必须沿 ab 方向从左侧进入，才能沿直线通过
B．带负电粒子必须沿 ba 方向从右侧进
BF
B
F垂直 纸面v 向外
B
F垂直 纸v面向里
思考：洛仑兹力对运动的电荷做功吗？为什么？
不做功，因为洛仑兹力始终垂直于速度
(一)、洛伦兹力的方向
【课堂练习1】如图所示，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( D )
A．向纸内偏 C．向下偏转
B．向纸外偏 D．向上偏转
(一)、洛伦兹力的方向
f
f
f
F安
f
f
ff f
1.安培力源自文库洛伦兹力的宏观表现． 2.洛伦兹力是安培力的微观本质。
荷
兰 物
洛 伦
理
兹
学
家
H.A.Lorentz （1853-1928）
演示实验：洛伦兹力的方向
没有外磁场时，电子束沿直线前进。 让电子运动方向与磁场垂直，电子束轨迹偏转。 说明：磁场对运动电荷有力的作用——洛仑兹力。
讨论交流 二、洛仑兹力的大小
原理：安培力是洛仑兹力宏观表现. 已知：
B、L、S、n、v、q
S
n：单位体积内的
电荷数
v：电荷速度大小
电流模型
L
q:一个电荷的电量
1、在长L的体积内的电荷数为N=__L__S_n_,这些电
荷完全通过截面积S的时间t=___L_/v___,
2、通过导线的电流强度I=__n_q__S_v__长度为L的 导线所受的安培力F=___B_n_q__S_v_L 3、电量为q,速度为v在垂直磁场(磁感应强度为B)中
注意：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。
【课堂练习5】 如图 ，匀强磁场磁感应强度为 B，方向竖 直向上，一束电子流以初速度 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)
(一)、洛伦兹力的方向
洛伦兹力的方向符合左手定则： 伸开左手，使拇指与四指在同一个平面内并跟四指垂直 手心：磁感线垂直穿入 四指：指正电荷运动的方向 或负电荷运动的反方向 拇指 ：所指就是运动电荷所受洛伦兹力的方向。
【例题1】试判断图中带电粒子刚进入磁场
时所受的洛伦兹力的方向:
v
v
B
v
F=0
FB
第三章 第五节 研究洛伦兹力
研究洛伦兹力
情景：神秘的极光
极光视频
极光是一种绚丽多彩的发光现象，其发生是
由于带电粒子流进入地球磁场，在地球南北
两极附近地区的高空，夜间出现的灿烂美丽
的光辉。
思考并猜想：
电流是怎样形成的?磁场对电流有力的作 用吗?由此推理,你是否可以提出某种猜想?
你的想法是: 磁场对运动电荷有作用力.
方向关系： 1、f洛⊥v(一定) 2、f洛⊥B (一定) 3. v与B不一定垂直
(一)、洛伦兹力的方向
小结：关于洛仑兹力方向的理解： 1.f洛⊥v(一定) f洛⊥B (一定). v与B不一定垂直
洛仑兹力的方向垂直于v和B组成的平面。
2.洛仑兹力只改变速度的方向，不改变速 度的大小。 3.洛仑兹力对电荷不做功。
f=qvBsinθ
3、洛仑兹力的应用——速度选择器
qE qvB
1、只要有坚强的意志力，就自然而然地会有能耐、机灵和知识。2、你们应该培养对自己，对自己的力量的信心，百这种信心是靠克服障碍，培养意志和锻炼意志而获得的。 3、坚强的信念能赢得强者的心，并使他们变得更坚强。4、天行健，君子以自强不息。5、有百折不挠的信念的所支持的人的意志，比那些似乎是无敌的物质力量有更强大 的威力。6、永远没有人力可以击退一个坚决强毅的希望。7、意大利有一句谚语：对一个歌手的要求，首先是嗓子、嗓子和嗓子……我现在按照这一公式拙劣地摹仿为：对 一个要成为不负于高尔基所声称的那种“人”的要求，首先是意志、意志和意志。8、执着追求并从中得到最大快乐的人，才是成功者。9、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 10、发现者，尤其是一个初出茅庐的年轻发现者，需要勇气才能无视他人的冷漠和怀疑，才能坚持自己发现的意志，并把研究继续下去。11、我的本质不是我的意志的结果， 相反，我的意志是我的本质的结果，因为我先有存在，后有意志，存在可以没有意志，但是没有存在就没有意志。12、公共的利益，人类的福利，可以使可憎的工作变为可 贵，只有开明人士才能知道克服困难所需要的热忱。13、立志用功如种树然，方其根芽，犹未有干；及其有干，尚未有枝；枝而后叶，叶而后花。14、意志的出现不是对愿 望的否定，而是把愿望合并和提升到一个更高的意识水平上。15、无论是美女的歌声，还是鬓狗的狂吠，无论是鳄鱼的眼泪，还是恶狼的嚎叫，都不会使我动摇。16、即使 遇到了不幸的灾难，已经开始了的事情决不放弃。17、最可怕的敌人，就是没有坚强的信念。18、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下 去。19、意志若是屈从，不论程度如何，它都帮助了暴力。20、有了坚定的意志，就等于给双脚添了一对翅膀。21、意志坚强，就会战胜恶运。22、只有刚强的人，才有神 圣的意志，凡是战斗的人，才能取得胜利。23、卓越的人的一大优点是：在不利和艰难的遭遇里百折不挠。24、疼痛的强度，同自然赋于人类的意志和刚度成正比。25、能 够岿然不动，坚持正见，度过难关的人是不多的。26、钢是在烈火和急剧冷却里锻炼出来的，所以才能坚硬和什么也不怕。我们的一代也是这样的在斗争中和可怕的考验中 锻炼出来的，学习了不在生活面前屈服。27、只要持续地努力，不懈地奋斗，就没有征服不了的东西。28、立志不坚，终不济事。29、功崇惟志，业广惟勤。30、一个崇高 的目标，只要不渝地追求，就会居为壮举；在它纯洁的目光里，一切美德必将胜利。31、书不记，熟读可记；义不精，细思可精；惟有志不立，直是无着力处。32、您得相 信，有志者事竟成。古人告诫说：“天国是努力进入的”。只有当勉为其难地一步步向它走去的时候，才必须勉为其难地一步步走下去，才必须勉为其难地去达到它。33、 告诉你使我达到目标的奥秘吧，我唯一的力量就是我的坚持精神。34、成大事不在于力量的大小，而在于能坚持多久。35、一个人所能做的就是做出好榜样，要有勇气在风 言风语的社会中坚定地高举伦理的信念。36、即使在把眼睛盯着大地的时候，那超群的目光仍然保持着凝视太阳的能力。37、你既然期望辉煌伟大的一生，那么就应该从今 天起，以毫不动摇的决心和坚定不移的信念，凭自己的智慧和毅力，去创造你和人类的快乐。38、一个有决心的人，将会找到他的道路。39、��