2019高中物理 第一章 電與磁 1.6 洛倫茲力初探課件 粵教版選修1 -1.ppt

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第六節(jié)洛倫茲力初探 目標(biāo)導(dǎo)航 預(yù)習(xí)導(dǎo)引 目標(biāo)導(dǎo)航 預(yù)習(xí)導(dǎo)引 二 一 一 磁場對運(yùn)動電荷的作用1 運(yùn)動電荷在磁場中所受到的力叫洛倫茲力 2 洛倫茲力的方向可由左手定則來判定 伸開左手 讓磁場垂直穿過手心大拇指與其他四指垂直 四指指向正電荷運(yùn)動的方向 大拇指所指的方向即為正電荷所受洛倫茲力方向 預(yù)習(xí)交流猜想 磁場對電流有力的作用 電流是由電荷的定向移動形成的 那么這個(gè)力是否是作用在運(yùn)動電荷上的呢 答案 實(shí)驗(yàn)證實(shí)猜想是正確的 v v v 目標(biāo)導(dǎo)航 二 一 預(yù)習(xí)導(dǎo)引 二 磁偏轉(zhuǎn)和顯像管洛倫茲力的主要應(yīng)用有磁偏轉(zhuǎn)和顯像管兩個(gè)方面 v v 遷移應(yīng)用 典題例解 知識精要 磁場對運(yùn)動電荷的作用1 洛倫茲力的方向磁場對通電直導(dǎo)線有力的作用 這一作用就是安培力 安培力的方向由左手定則來判斷 現(xiàn)在人們已經(jīng)了解到電流是由電荷的定向移動形成的 作用在通電導(dǎo)線上的安培力是作用在運(yùn)動電荷上的洛倫茲力的宏觀表現(xiàn) 所以洛倫茲力的方向也是用左手定則來判定的 伸開左手 使大拇指跟其余四指垂直 且處于同一平面內(nèi) 把手放入磁場中 讓磁感線垂直穿入手心 四指指向正電荷運(yùn)動的方向 那么拇指所指的方向就是正電荷所受洛倫茲力的方向 運(yùn)動的負(fù)電荷在磁場中所受的洛倫茲力 方向跟正電荷受的洛倫茲力相反 可以先將負(fù)電荷運(yùn)動的反方向看做電流方向 再利用左手定則判定 遷移應(yīng)用 典題例解 知識精要 注意 由于電荷有 正 負(fù) 之分 故四指應(yīng)指向正電荷運(yùn)動的方向或負(fù)電荷運(yùn)動的反方向 相當(dāng)于指向電流的方向 如圖 a 在圖 b 中 四指指向負(fù)電荷運(yùn)動的反方向 手心向外 則拇指向下 故電子受向下的力 遷移應(yīng)用 典題例解 知識精要 2 當(dāng)運(yùn)動電荷的速度v的方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向平行時(shí) 運(yùn)動電荷不受洛倫茲力作用 仍以初速度做勻速直線運(yùn)動 在磁場中靜止的電荷也不受洛倫茲力作用 3 洛倫茲力對運(yùn)動電荷不做功 由于洛倫茲力F始終與電荷運(yùn)動速度v的方向垂直 不論電荷做什么性質(zhì)的運(yùn)動 也不論電荷的運(yùn)動軌跡是什么樣的 包括高中階段不能描述的運(yùn)動軌跡 它只改變v的方向 并不改變v的大小 所以洛倫茲力對運(yùn)動的電荷永遠(yuǎn)不做功 知識精要 遷移應(yīng)用 典題例解 例1 如果運(yùn)動電荷除磁場力外不受其他任何力的作用 則帶電粒子在磁場中做下列運(yùn)動可能成立的是 A 做勻速直線運(yùn)動B 做勻變速直線運(yùn)動C 做變加速直線運(yùn)動D 做勻變速曲線運(yùn)動 解析 當(dāng)v與B方向平行時(shí) F洛 0 故運(yùn)動電荷不受洛倫茲力作用而做勻速直線運(yùn)動 當(dāng)v與B不平行時(shí) F洛 0且F洛與v恒垂直 即F洛只改變v的方向 故運(yùn)動電荷做變加速曲線運(yùn)動 答案 A 知識精要 遷移應(yīng)用 典題例解 知識精要 遷移應(yīng)用 典題例解 1 關(guān)于運(yùn)動電荷和磁場的說法中 正確的是 A 運(yùn)動電荷在某點(diǎn)不受洛倫茲力作用 這點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度必為零B 電荷的運(yùn)動方向 磁感應(yīng)強(qiáng)度方向和電荷所受洛倫茲力的方向一定互相垂直C 電子射線由于受到垂直于它的磁場作用而偏轉(zhuǎn) 這是因?yàn)槁鍌惼澚﹄娮幼龉Φ慕Y(jié)果D 電荷與磁場沒有相對運(yùn)動 電荷就一定不受磁場的作用力 知識精要 遷移應(yīng)用 典題例解 解析 運(yùn)動電荷處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為零處 所受洛倫茲力為零 但當(dāng)運(yùn)動電荷的速度方向和磁場方向一致時(shí) 同向或反向 也不受洛倫茲力的作用 運(yùn)動電荷受到的洛倫茲力垂直于磁場方向和電荷運(yùn)動方向所決定的平面 即洛倫茲力既垂直磁場方向 也垂直于電荷的運(yùn)動方向 但磁場方向和電荷運(yùn)動方向不一定垂直 因?yàn)槁鍌惼澚σ欢ù怪庇陔姾傻倪\(yùn)動方向 所以洛倫茲力永遠(yuǎn)不做功 運(yùn)動電荷才受洛倫茲力的作用做圓周運(yùn)動 這里的運(yùn)動應(yīng)是與磁場的相對運(yùn)動 答案 D 知識精要 遷移應(yīng)用 典題例解 2 多選 如圖所示 一陰極射線管 左側(cè)不斷有電子射出 在管的正下方放一通電直導(dǎo)線AB時(shí) 發(fā)現(xiàn)射線的徑跡向下彎曲 則 A 導(dǎo)線中的電流從A到BB 導(dǎo)線中的電流從B到AC 若要使電子束的徑跡向上彎曲 可以通過改變AB中的電流方向來實(shí)現(xiàn)D 電子束的徑跡與AB中的電流方向無關(guān) 知識精要 遷移應(yīng)用 典題例解 解析 電子在通電直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場中運(yùn)動 無論直導(dǎo)線中的電流方向如何 電子的運(yùn)動速度都是和磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向相垂直的 根據(jù)左手定則 由于是負(fù)電荷 四指應(yīng)指向左方 根據(jù)電子的偏轉(zhuǎn)方向可以確定磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向?yàn)榇怪奔埫嫦蚶?根據(jù)安培定則 導(dǎo)線中的電流方向?yàn)閺腂到A 如果導(dǎo)線中的電流方向相反 則其產(chǎn)生的磁場方向也相反 會影響到電子的偏轉(zhuǎn)方向 所以本題的正確選項(xiàng)是B C 答案 BC 案例探究 方法規(guī)律 怎樣正確理解電荷所受洛倫茲力和電場力關(guān)于電場力與洛倫茲力 以下說法正確的是 A 電荷只要處在電場中 就會受到電場力 而電荷靜止在磁場中 也可能受到洛倫茲力B 電場力對在電場中的電荷一定會做功 而洛倫茲力對在磁場中的電荷卻不會做功C 電場力與洛倫茲力一樣 受力方向都在電場線和磁感線上D 只有運(yùn)動的電荷在磁場中才可能受到洛倫茲力的作用 解析 本題考查的內(nèi)容是洛倫茲力和電場力的比較 靜止在磁場中的電荷不可能受到洛倫茲力 A錯(cuò) D對 盡管電場力對電荷可以做功 但如果電荷在電場中不動或沿等勢面移動 電場力做功為零 B錯(cuò) 洛倫茲力的方向與磁感線垂直 與運(yùn)動方向垂直 電場力方向沿電場線的切線方向 C錯(cuò) 只有D是正確的 答案 D 案例探究 方法規(guī)律 洛倫茲力與電場力的比較 案例探究 方法規(guī)律