第1章 第6節(jié) 洛倫茲力初探

1、.第六節(jié)洛倫茲力初探學 習 目 標知 識 脈 絡1.理解什么是洛倫茲力2知道洛倫茲力的應用重點3會判斷洛倫茲力的方向重點、難點自 主 預 習·探 新 知知識梳理一、磁場對運動電荷的作用1洛倫茲力的定義：磁場對運動電荷的作用力2洛倫茲力的方向：洛倫茲力的方向與磁場方向垂直，與運動電荷的運動方向垂直電視機的顯像管正是利用洛倫茲力來工作的二、磁偏轉與顯像管1磁偏轉：借助垂直于電子束運動方向的磁場使電子束改變方向或者發(fā)生偏轉的方法稱為磁偏轉2顯像管的構造：主要由電子槍、線圈、熒光屏和玻璃屏幕四部分組成根底自測1考慮判斷1洛倫茲力的方向與磁場方向平行×2洛倫茲力將使粒子的速度變大&#

2、215;3靜止的帶電粒子在磁場中也要受到洛倫茲力的作用×4在顯像管中，電子受洛倫磁力的作用，徑跡發(fā)生偏轉5盤旋加速器的加速電壓越大，帶電粒子獲得的最大動能越大×6電子撞擊熒光屏時熒光屏會發(fā)光提示1洛倫茲力的方向與磁場方向垂直2洛侖茲力不改變速度的大小3靜止的帶電粒子在磁場中不受洛侖茲力的作用5盤旋加速器使帶電粒子獲得的最大動能與加速電壓無關2關于運動電荷和磁場的說法中，正確的選項是A運動電荷在某點不受洛倫茲力作用，這點的磁感應強度必為零B電荷的運動方向、磁感應強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，這是因為洛倫茲力對電子做功的

3、結果D電荷與磁場沒有相對運動，電荷就一定不受磁場的作用力D運動電荷處于磁感應強度為零處，所受洛倫茲力為零，但當運動電荷的速度方向和磁場方向一致時同向或反向也不受洛倫茲力的作用；運動電荷受到的洛倫茲力垂直于磁場方向和電荷運動方向所決定的平面，即洛倫茲力既垂直磁場方向，也垂直于電荷的運動方向，但磁場方向和電荷運動方向不一定垂直；因為洛倫茲力一定垂直于電荷的運動方向，所以洛倫茲力永遠不做功；運動電荷受洛倫茲力的作用，這里的運動應是與磁場的相對運動3如圖1­6­1為陰極射線管的構造示意圖，陰極射線發(fā)出的電子束在陰極和陽極間強電場的作用下沿直線運動，假如在射線管所在區(qū)域內加上垂直紙面

4、向里的勻強磁場，那么電子束的偏轉方向為 【導學號：71082030】圖1­6­1A向上偏轉B向下偏轉C向紙內偏轉D向紙外偏轉B帶電粒子所受洛倫茲力的方向可用左手定那么斷定在用左手定那么斷定洛倫茲力方向時，四指應指向電子運動的反方向，磁場垂直穿過手心，那么大拇指所指的方向即為洛倫茲力的方向合 作 探 究·攻 重 難洛倫茲力的方向1洛倫茲力方向與安培力方向確實定是一樣的，都是由左手定那么斷定判斷洛倫茲力的方向時一定要注意F垂直于v與B所決定的平面2當運動電荷的速度v的方向與磁感應強度的方向平行時，運動電荷不受洛倫茲力作用，仍以初速度v做勻速直線運動而磁場中靜止的電荷也

5、不受洛倫茲力的作用導體平行磁場方向放置時，定向運動的電荷不受洛倫茲力，所以導體也不受安培力3洛倫茲力對運動電荷永不做功，而安培力對運動導體卻可以做功由于洛倫茲力F始終垂直于電荷速度v的方向，不管電荷做什么性質的運動，也不管電荷是什么樣的運動軌跡，F(xiàn)只改變v的方向，并不改變v的大小，所以洛倫茲力對運動電荷不做功如下圖的磁感應強度B、電荷的運動速度v和磁場對電荷的作用力F的互相關系圖中，畫得正確的選項是其中B、F、v兩兩垂直ABCDC由于B、F、v兩兩垂直，根據(jù)左手定那么得：A、B、D選項中電荷所受的洛倫茲力都與圖示F的方向相反，故A、B、D錯誤，C正確確定洛倫茲力的方向需明確運動電荷的電性，特別

6、注意負電荷的運動方向與左手四指的指向應相反.針對訓練1帶正電荷q的粒子不計重力進入勻強磁場中，能在磁場中受力發(fā)生垂直紙面向里偏轉的是D選項A、B中電荷運動方向與磁場方向平行不受洛倫茲力由左手定那么知，C項中電荷受洛倫茲力垂直紙面向外，D項電荷受洛倫茲力垂直紙面向里帶電粒子在磁場中偏轉及其應用1電視機顯像管原理顯像管由電子槍應用熱電子發(fā)射和電場加速的原理，發(fā)出高速電子束、線圈利用電流的磁效應產生磁場、熒光屏熒光物質在高速電子的轟擊下發(fā)光和玻璃屏幕保護作用四部分組成如圖1­6­2圖1­6­2電子槍產生的高能電子束，穿過磁偏轉線圈產生的磁場時，受洛倫茲力的作用

7、，運動徑跡發(fā)生偏轉，打在熒光物質上，產生亮點通過受視頻信號控制的偏轉線圈中的電流的變化改變磁場，屏上的亮點的位置隨之改變彩色顯像管中三支電子槍同時工作或一支電子槍同時發(fā)出三束電子2盤旋加速器美國物理學家勞倫斯于1932年創(chuàng)造其構造如圖1­6­3所示，核心部件為兩個D形盒加勻強磁場和其間的夾縫加交變電場圖1­6­31磁場的作用：帶電粒子以某一速度從D形盒中心附近垂直磁場方向進入勻強磁場后，在洛倫茲力的作用下做勻速圓周運動，帶電粒子每次進入D形盒都運動一樣的時間半個周期后沿平行電場方向進入夾縫的電場帶電粒子被加速后在勻強磁場中做勻速圓周運動的半徑增大，但周期

8、卻不變如圖1­6­4圖1­6­42電場的作用：盤旋加速器的兩個D形盒之間的夾縫區(qū)域存在周期性變化的并垂直于兩個D形盒正對截面的勻強電場，帶電粒子經過該區(qū)域時被加速3交變電壓的作用：為保證帶電粒子每次經過夾縫時都被加速，使之能量不斷進步，需在夾縫兩側加上跟帶電粒子在D形盒中運動周期一樣的交變電壓顯像管是電視機中的一個重要元件，如圖1­6­5為電視機顯像管的偏轉線圈示意圖，圓心墨點表示電子槍射出的電子，它的方向由紙內指向紙外，當偏轉線圈通以圖示方向的電流時，電子束應 【導學號：71082031】圖1­6­5A向左偏轉

9、B向上偏轉 C不偏轉 D向下偏轉思路點撥：由安培定那么判斷O點處磁場方向由左手定那么判斷電子受洛倫茲力的方向B由安培定那么判斷電子所在處的磁場方向程度向左，再由左手定那么判斷運動的電子受洛倫茲力方向向上選項B正確(1)洛倫茲力方向垂直磁場方向，也垂直于速度方向.(2)顯像管工作原理是磁場使電子束發(fā)生偏轉.針對訓練2盤旋加速器中A電場和磁場同時用來加速帶電粒子B只有電場用來加速帶電粒子C電場和磁場用來防止外界粒子進入盤旋加速器D一帶電粒子不斷被加速的過程中，交變電源的電壓也要不斷增大B盤旋加速器中電場是用來加速帶電粒子的，且交變電源的電壓不需要改變；而磁場是用來讓粒子做勻速圓周運動的，以便粒子周

10、期性地進入電場被加速當 堂 達 標·固 雙 基1關于電荷在磁場中的受力，以下說法中正確的選項是靜止電荷一定不受洛倫茲力作用，運動電荷也不一定受洛倫茲力作用洛倫茲力的方向不可能與磁場方向平行洛倫茲力的方向與帶電粒子運動的速度方向有可能平行粒子運動的方向與磁場不垂直時，一定不受洛倫茲力作用ABCDA靜止電荷不受洛倫茲力，而運動電荷只有當其運動方向與磁場方向不平行時才受洛倫茲力，并且洛倫茲力方向一定與速度方向垂直，故A正確2對陰極射線管的認識，以下說法錯誤的選項是A陰極射線管是用來觀察電子束運動軌跡的裝置B陰極射線管內部抽成真空C借助陰極射線管我們可以看到每個電子的運動軌跡D陰極射線管工作時，它的陰極和陽極之間存在強電場C運動的電子是用肉眼看不到的，在陰極射線管中我們是借助大量電子轟擊熒光物質發(fā)光來觀察電子束