第五節(jié)洛倫茲力的應(yīng)用

1、第三章磁場第四節(jié)磁場對運動電荷的作用洛倫茲力南溪一中 王聰課標定位課標定位學習目標：學習目標：1.知道洛倫茲力只改變帶電粒子速知道洛倫茲力只改變帶電粒子速度方向，不改變其速度大小度方向，不改變其速度大小2知道質(zhì)譜儀和回旋加速器的構(gòu)造和原理知道質(zhì)譜儀和回旋加速器的構(gòu)造和原理重點難點：質(zhì)譜儀和回旋加速器的原理和應(yīng)重點難點：質(zhì)譜儀和回旋加速器的原理和應(yīng)用用核心要點突破核心要點突破課堂互動講練課堂互動講練知能優(yōu)化訓練知能優(yōu)化訓練第第五五節(jié)節(jié)洛洛倫倫茲茲力力的的應(yīng)應(yīng)用用課前自主學案課前自主學案課前自主學案課前自主學案Bv0圖圖3512特點：只改變帶電粒子的特點：只改變帶電粒子的_，不，不改變帶電粒子的改

2、變帶電粒子的_二、質(zhì)譜儀和回旋加速器二、質(zhì)譜儀和回旋加速器1質(zhì)譜儀質(zhì)譜儀(1)原理圖：如圖原理圖：如圖352圖圖352運動方向運動方向速度大小速度大小qUqvB質(zhì)量質(zhì)量m質(zhì)量質(zhì)量同位素同位素2回旋加速器回旋加速器(1)構(gòu)造圖：如圖構(gòu)造圖：如圖353圖圖353回旋加速器的核心部件是兩個回旋加速器的核心部件是兩個_.D形盒形盒不變不變核心要點突破核心要點突破一、質(zhì)譜儀工作原理的理解一、質(zhì)譜儀工作原理的理解質(zhì)譜儀是利用電場和磁場控制電荷運動的精密儀質(zhì)譜儀是利用電場和磁場控制電荷運動的精密儀器，它是測量帶電粒子的質(zhì)量和分析同位素的重要器，它是測量帶電粒子的質(zhì)量和分析同位素的重要工具其結(jié)構(gòu)如圖工具其結(jié)構(gòu)

3、如圖354甲所示，容器甲所示，容器A中含有電中含有電荷量相同而質(zhì)量有微小差別的帶電粒子經(jīng)過荷量相同而質(zhì)量有微小差別的帶電粒子經(jīng)過S1和和S2之間的電場加速，它們進入磁場將沿著不同的半之間的電場加速，它們進入磁場將沿著不同的半徑做圓周運動，打到照相底片的不同地方，在底片徑做圓周運動，打到照相底片的不同地方，在底片上形成若干譜線狀的細條，叫做質(zhì)譜線每一條譜上形成若干譜線狀的細條，叫做質(zhì)譜線每一條譜線對應(yīng)于一定的質(zhì)量從譜線的位置可以知道圓周線對應(yīng)于一定的質(zhì)量從譜線的位置可以知道圓周的半徑，如果再已知帶電粒子的電荷量，就可以算的半徑，如果再已知帶電粒子的電荷量，就可以算出它的質(zhì)量，這種儀器叫做質(zhì)譜儀出

4、它的質(zhì)量，這種儀器叫做質(zhì)譜儀圖圖354即時應(yīng)用即時應(yīng)用(即時突破，小試牛刀即時突破，小試牛刀)1.如圖如圖355是質(zhì)譜儀的工作原理示意圖帶是質(zhì)譜儀的工作原理示意圖帶電粒子被加速電場加速后，進入速度選擇器，速電粒子被加速電場加速后，進入速度選擇器，速度選擇器內(nèi)相互正交的勻強磁場和勻強電場的強度選擇器內(nèi)相互正交的勻強磁場和勻強電場的強度分別為度分別為B和和E.平板平板S上有可讓粒子通過的狹縫上有可讓粒子通過的狹縫P和記錄粒子位置的膠片和記錄粒子位置的膠片A1A2.平板平板S下方有強度為下方有強度為B0的勻強磁場下列表述正確的是的勻強磁場下列表述正確的是()圖圖355A質(zhì)譜儀是分析同位素的重要工具質(zhì)

5、譜儀是分析同位素的重要工具B速度選擇器中的磁場方向垂直紙面向外速度選擇器中的磁場方向垂直紙面向外C能通過狹縫能通過狹縫P的帶電粒子的速率等于的帶電粒子的速率等于E/BD粒子打在膠片上的位置越來越靠近狹縫粒子打在膠片上的位置越來越靠近狹縫P，粒子的荷質(zhì)比越小粒子的荷質(zhì)比越小二、對回旋加速器的正確認識二、對回旋加速器的正確認識1回旋加速器的原理回旋加速器的原理回旋加速器的工作原理如圖回旋加速器的工作原理如圖356所示放在所示放在A0處的粒子源發(fā)出一個帶正電的粒子，它以某一速率處的粒子源發(fā)出一個帶正電的粒子，它以某一速率v0垂直進入勻強磁場中，在磁場中做勻速圓周運垂直進入勻強磁場中，在磁場中做勻速圓

6、周運動經(jīng)過半個周期，當它沿著半圓動經(jīng)過半個周期，當它沿著半圓A0A1時，我們在時，我們在A1A1處設(shè)置一個向上的電場，使這個帶電粒子在處設(shè)置一個向上的電場，使這個帶電粒子在A1A1處受到一次電場的加速，速率由處受到一次電場的加速，速率由v0增加到增加到v1，然后粒子以速率然后粒子以速率v1在磁場中做勻速圓周運動在磁場中做勻速圓周運動圖圖356我們知道，粒子的軌道半徑跟它的速率成正比，我們知道，粒子的軌道半徑跟它的速率成正比，因而粒子將沿著增大了的圓周運動又經(jīng)過半個因而粒子將沿著增大了的圓周運動又經(jīng)過半個周期，當它沿著半圓弧周期，當它沿著半圓弧A1A2到達到達A2時，我時，我們在們在A2A2處設(shè)

7、置一個向下的電場，使粒子又一處設(shè)置一個向下的電場，使粒子又一次受到電場的加速，速率增加到次受到電場的加速，速率增加到v2.如此繼續(xù)下去，如此繼續(xù)下去，每當粒子運動到每當粒子運動到A1A1、A3A3等處時都使它受等處時都使它受到一個向上電場的加速，每當粒子運動到到一個向上電場的加速，每當粒子運動到A2A2、A4A4等處時都使它受到一個向下電場的加速，等處時都使它受到一個向下電場的加速，那么，粒子將沿著圖示的螺旋線回旋下去，速率那么，粒子將沿著圖示的螺旋線回旋下去，速率將一步一步地增大將一步一步地增大特別提醒：特別提醒：由上式可以看出，要使粒子射出由上式可以看出，要使粒子射出的動能的動能Ekm增大

8、，就要使磁場的磁感應(yīng)強度增大，就要使磁場的磁感應(yīng)強度B以及以及D形盒的半徑形盒的半徑R增大，而與加速電壓增大，而與加速電壓U的的大小無關(guān)大小無關(guān)(U0)即時應(yīng)用即時應(yīng)用(即時突破，小試牛刀即時突破，小試牛刀)2.回旋加速器是加速帶電粒子的裝置，其核心部回旋加速器是加速帶電粒子的裝置，其核心部分是分別與高頻交流電極相連接的兩個分是分別與高頻交流電極相連接的兩個D形金屬形金屬盒，兩盒間的狹縫中形成的周期性變化的電場，盒，兩盒間的狹縫中形成的周期性變化的電場，使粒子在通過狹縫時都能得到加速，兩使粒子在通過狹縫時都能得到加速，兩D形金屬形金屬盒處于垂直于盒底的勻強磁場中，如圖盒處于垂直于盒底的勻強磁場

9、中，如圖357所示，要增大帶電粒子射出時的動能，則下列說所示，要增大帶電粒子射出時的動能，則下列說法中正確的是法中正確的是()圖圖357A增大勻強電場間的加速電壓增大勻強電場間的加速電壓B增大磁場的磁感應(yīng)強度增大磁場的磁感應(yīng)強度C減小狹縫間的距離減小狹縫間的距離D增大增大D形金屬盒的半徑形金屬盒的半徑三、帶電粒子在復合場中運動的分析方法和思路三、帶電粒子在復合場中運動的分析方法和思路1弄清復合場的組成一般有磁場、電場的復弄清復合場的組成一般有磁場、電場的復合，磁場、重力場的復合，磁場、電場、重力場合，磁場、重力場的復合，磁場、電場、重力場三者的復合三者的復合2正確進行受力分析，除重力、彈力、摩

10、擦力正確進行受力分析，除重力、彈力、摩擦力外要特別注意靜電力和磁場力的分析外要特別注意靜電力和磁場力的分析3確定帶電粒子的運動狀態(tài)，注意運動情況和確定帶電粒子的運動狀態(tài)，注意運動情況和受力情況的結(jié)合受力情況的結(jié)合4對于粒子連續(xù)通過幾個不同情況的場的問題，對于粒子連續(xù)通過幾個不同情況的場的問題，要分階段進行處理要分階段進行處理5畫出粒子的運動軌跡，靈活選擇不同的運畫出粒子的運動軌跡，靈活選擇不同的運動規(guī)律動規(guī)律(1)當帶電粒子在復合場中做勻速直線運動時，當帶電粒子在復合場中做勻速直線運動時，根據(jù)受力平衡列方程求解根據(jù)受力平衡列方程求解(2)當帶電粒子在復合場中做勻速圓周運動時，當帶電粒子在復合場

11、中做勻速圓周運動時，應(yīng)用牛頓定律結(jié)合圓周運動規(guī)律求解應(yīng)用牛頓定律結(jié)合圓周運動規(guī)律求解(3)當帶電粒子做復雜曲線運動時，一般用動能當帶電粒子做復雜曲線運動時，一般用動能定理或能量守恒定律求解定理或能量守恒定律求解(4)對于臨界問題，注意挖掘隱含條件對于臨界問題，注意挖掘隱含條件特別提醒：特別提醒：(1)電子、質(zhì)子、電子、質(zhì)子、粒子等一般不計粒子等一般不計重力，帶電小球、塵埃、液滴等帶電顆粒一般重力，帶電小球、塵埃、液滴等帶電顆粒一般要考慮重力的作用要考慮重力的作用(2)注意重力、電場力做功與路徑無關(guān)，洛倫茲注意重力、電場力做功與路徑無關(guān)，洛倫茲力始終和運動方向垂直、永不做功的特點力始終和運動方向

12、垂直、永不做功的特點即時應(yīng)用即時應(yīng)用(即時突破，小試牛刀即時突破，小試牛刀)3(2011年杭州高二檢測年杭州高二檢測)一個帶電粒子以初速一個帶電粒子以初速度度v0垂直于電場方向向右射入勻強電場區(qū)域，穿垂直于電場方向向右射入勻強電場區(qū)域，穿出電場后接著又進入勻強磁場區(qū)域設(shè)電場和磁出電場后接著又進入勻強磁場區(qū)域設(shè)電場和磁場區(qū)域有明確的分界線，且分界線與電場強度方場區(qū)域有明確的分界線，且分界線與電場強度方向平行，如圖向平行，如圖358中的虛線表示在圖所示中的虛線表示在圖所示的幾種情況中，可能出現(xiàn)的是的幾種情況中，可能出現(xiàn)的是()圖圖358解析：解析：選選AD.A、C選項中粒子在電場中向下偏選項中粒子

13、在電場中向下偏轉(zhuǎn)，所以粒子帶正電，再進入磁場后，轉(zhuǎn)，所以粒子帶正電，再進入磁場后，A圖中圖中粒子應(yīng)逆時針轉(zhuǎn)，正確粒子應(yīng)逆時針轉(zhuǎn)，正確C圖中粒子應(yīng)順時針圖中粒子應(yīng)順時針轉(zhuǎn)，錯誤同理可以判斷轉(zhuǎn)，錯誤同理可以判斷B錯，錯，D對對課堂互動講練課堂互動講練帶電粒子在有界磁場中的運動帶電粒子在有界磁場中的運動 如圖如圖359所示，一束電子所示，一束電子(電荷量為電荷量為e)以速度以速度v垂直射入磁感應(yīng)強度為垂直射入磁感應(yīng)強度為B、寬度為、寬度為d的勻的勻強磁場中，穿透磁場時速度方向與原來入射方向強磁場中，穿透磁場時速度方向與原來入射方向的夾角是的夾角是30，則電子的質(zhì)量是，則電子的質(zhì)量是_，穿透，穿透磁場

14、的時間是磁場的時間是_圖圖359【思路點撥】【思路點撥】由于洛倫茲力總是垂直于速度由于洛倫茲力總是垂直于速度方向，若已知帶電粒子的任意兩個速度方向，方向，若已知帶電粒子的任意兩個速度方向，就可以通過作出兩速度的垂線，找出兩垂線的就可以通過作出兩速度的垂線，找出兩垂線的交點即為帶電粒子做圓周運動的圓心交點即為帶電粒子做圓周運動的圓心變式訓練變式訓練1如圖如圖3510所示，在圓形區(qū)域所示，在圓形區(qū)域里，有勻強磁場，方向如圖所示，有一束速率里，有勻強磁場，方向如圖所示，有一束速率各不相同的質(zhì)子自各不相同的質(zhì)子自A點沿半徑方向射入磁場，點沿半徑方向射入磁場，這些質(zhì)子在磁場中這些質(zhì)子在磁場中()A運動時

15、間越長的，其軌跡所對應(yīng)的圓心角運動時間越長的，其軌跡所對應(yīng)的圓心角越大越大B運動時間越長的，其軌跡越長運動時間越長的，其軌跡越長C運動時間越短的，射出磁場時，速率越小運動時間越短的，射出磁場時，速率越小D運動時間越短的，射出磁場時，速度方向運動時間越短的，射出磁場時，速度方向偏轉(zhuǎn)越小偏轉(zhuǎn)越小圖圖3510對質(zhì)譜儀的理解和應(yīng)用對質(zhì)譜儀的理解和應(yīng)用 如圖如圖3511所示是測量帶電粒子質(zhì)量的儀所示是測量帶電粒子質(zhì)量的儀器的工作原理示意圖設(shè)法將某有機化合物的氣態(tài)器的工作原理示意圖設(shè)法將某有機化合物的氣態(tài)分子導入圖中所示的容器分子導入圖中所示的容器A中，使它受到電子束轟中，使它受到電子束轟擊，失去一個電子

16、變成正一價的分子離子分子離擊，失去一個電子變成正一價的分子離子分子離子從狹縫子從狹縫S1以很小的速度進入電壓為以很小的速度進入電壓為U的加速電場的加速電場區(qū)區(qū)(初速不計初速不計)，加速后，再通過狹縫，加速后，再通過狹縫S2、S3射入磁感射入磁感應(yīng)強度為應(yīng)強度為B的勻強磁場，方向垂直于磁場區(qū)的界面的勻強磁場，方向垂直于磁場區(qū)的界面PQ.最后，分子離子打到感光片上，形成垂直于紙最后，分子離子打到感光片上，形成垂直于紙面而且平行于狹縫面而且平行于狹縫S3的細線若測得細線到狹縫的細線若測得細線到狹縫S3的距離為的距離為d，導出分子離子的質(zhì)量，導出分子離子的質(zhì)量m的表達式的表達式圖圖3511【思路點撥】

17、【思路點撥】電場中粒子做加速運動，速電場中粒子做加速運動，速度選擇器則可以使通過度選擇器則可以使通過S3的粒子具有相同的的粒子具有相同的速度，磁場中帶電粒子做圓周運動，經(jīng)半個速度，磁場中帶電粒子做圓周運動，經(jīng)半個周期打到感光片上周期打到感光片上【規(guī)律總結(jié)】【規(guī)律總結(jié)】熟練掌握帶電粒子在電場熟練掌握帶電粒子在電場中加速和磁場中做勻速圓周運動的公式，中加速和磁場中做勻速圓周運動的公式，才能較好地解決題目才能較好地解決題目變式訓練變式訓練2如圖如圖3512為質(zhì)譜儀的示意為質(zhì)譜儀的示意圖速度選擇部分的勻強電場場強圖速度選擇部分的勻強電場場強E1.2105 V/m，勻強磁場的磁感應(yīng)強度為，勻強磁場的磁感

18、應(yīng)強度為B10.6 T偏偏轉(zhuǎn)分離器的磁感應(yīng)強度為轉(zhuǎn)分離器的磁感應(yīng)強度為B20.8 T求：求：(1)能通過速度選擇器的粒子速度有多大？能通過速度選擇器的粒子速度有多大？(2)質(zhì)子和氘核進入偏轉(zhuǎn)分離器后打在底片上的質(zhì)子和氘核進入偏轉(zhuǎn)分離器后打在底片上的條紋之間的距離條紋之間的距離d為多少？為多少？圖圖3512答案：答案：(1)2105 m/s(2)5.2103 m回旋加速器的應(yīng)用回旋加速器的應(yīng)用 回旋加速器是用來加速帶電粒子使它獲得回旋加速器是用來加速帶電粒子使它獲得很大動能的儀器，其核心部分是兩個很大動能的儀器，其核心部分是兩個D形金屬盒，形金屬盒，兩盒分別和一高頻交流電源兩極相連，以便在盒兩盒

19、分別和一高頻交流電源兩極相連，以便在盒間的窄縫中形成勻強電場，使粒子每次穿過窄縫間的窄縫中形成勻強電場，使粒子每次穿過窄縫都得到加速，兩盒放在勻強磁場中，磁場方向垂都得到加速，兩盒放在勻強磁場中，磁場方向垂直于盒底面，粒子源置于盒的圓心附近，若粒子直于盒底面，粒子源置于盒的圓心附近，若粒子源射出的粒子電荷量為源射出的粒子電荷量為q，質(zhì)量為，質(zhì)量為m，粒子最大回，粒子最大回旋半徑為旋半徑為Rm，其運動軌跡如圖，其運動軌跡如圖3513所示，問：所示，問：(1)盒中有無電場？盒中有無電場？(2)粒子在盒內(nèi)做何種運動？粒子在盒內(nèi)做何種運動？(3)所加交流電頻率應(yīng)是多大，粒子角速度為多大？所加交流電頻率

20、應(yīng)是多大，粒子角速度為多大？(4)粒子離開加速器時速度是多大，最大動能為多粒子離開加速器時速度是多大，最大動能為多少？少？(5)設(shè)兩設(shè)兩D形盒間電場的電勢差為形盒間電場的電勢差為U，求加速到上述，求加速到上述能量所需的時間能量所需的時間(不計粒子在電場中運動的時間不計粒子在電場中運動的時間)圖圖3513【規(guī)律總結(jié)】【規(guī)律總結(jié)】求解此題應(yīng)注意以下兩點：求解此題應(yīng)注意以下兩點：(1)交流電的周期與粒子做圓周運動的周期相交流電的周期與粒子做圓周運動的周期相同回旋加速器才能正常工作同回旋加速器才能正常工作(2)根據(jù)勻速圓周運動知識求出粒子最大速度根據(jù)勻速圓周運動知識求出粒子最大速度的表達式，再據(jù)此判斷

21、它與何物理量有關(guān)的表達式，再據(jù)此判斷它與何物理量有關(guān)變式訓練變式訓練3(2011年吉林市高二檢測年吉林市高二檢測)用回旋用回旋加速器來加速質(zhì)子，為了使質(zhì)子獲得的動能加速器來加速質(zhì)子，為了使質(zhì)子獲得的動能增加為原來的增加為原來的4倍，原則上可以采用下列哪幾倍，原則上可以采用下列哪幾種方法種方法()A將其磁感應(yīng)強度增大為原來的將其磁感應(yīng)強度增大為原來的2倍倍B將其磁感應(yīng)強度增大為原來的將其磁感應(yīng)強度增大為原來的4倍倍C將將D形盒的半徑增大為原來的形盒的半徑增大為原來的2倍倍D將將D形盒的半徑增大為原來的形盒的半徑增大為原來的4倍倍1 1、知道什么是洛倫茲力，會用知道什么是洛倫茲力，會用左手定則左手

22、定則判斷判斷 洛倫茲力的方向洛倫茲力的方向2 2、掌握、掌握洛倫茲力公式的推導過程洛倫茲力公式的推導過程，會用公式，會用公式 求洛倫茲力求洛倫茲力3 3、知道洛倫茲力不做功，它只改變帶電粒子、知道洛倫茲力不做功，它只改變帶電粒子 速度方向，不改變其速度大小速度方向，不改變其速度大小4 4、掌握帶電粒子在勻強磁場中做、掌握帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動勻速圓周運動 的規(guī)律和分析方法并能用學過的知識推導的規(guī)律和分析方法并能用學過的知識推導 出勻速圓周運動的出勻速圓周運動的半徑公式半徑公式和和周期公式周期公式學習目標南溪一中(a)(b)帶電粒子在磁帶電粒子在磁場中的偏轉(zhuǎn)場中的偏轉(zhuǎn)4洛倫茲力：洛倫

23、茲力：_在磁場中所受的磁場力在磁場中所受的磁場力1陰極射線：從陰極射線：從_射線管的射線管的_射出的電射出的電 子束子束.陰極運動電荷一條直線洛倫茲力一、一、洛倫茲力洛倫茲力南溪一中陰極2實驗現(xiàn)象：無磁場時電子束是實驗現(xiàn)象：無磁場時電子束是_,有磁有磁 場時場時_.發(fā)生彎曲3實驗結(jié)論：說明磁場對電子有實驗結(jié)論：說明磁場對電子有_的作用的作用.磁場力5與安培力的關(guān)系：靜止的通電導線在磁場中受與安培力的關(guān)系：靜止的通電導線在磁場中受 到的安培力到的安培力,在數(shù)值上等于大量運動電荷受到的在數(shù)值上等于大量運動電荷受到的 _的總和的總和負電荷受力的方向與正負電荷受力的方向與正電荷受力的方向電荷受力的方向

24、_7洛倫茲力的方向：洛倫茲力的方向：左手定則：左手定則：伸開左手，使拇指與其余四個手指垂伸開左手，使拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一平面內(nèi)讓直，并且都與手掌在同一平面內(nèi)讓_垂直垂直穿過掌心，并使四指指向穿過掌心，并使四指指向_，這，這時拇指所指的方向就是運動的正電荷時拇指所指的方向就是運動的正電荷在磁場中所受在磁場中所受_的方向的方向6洛倫茲力的大小洛倫茲力的大小(1)當當_時，時，F(xiàn)洛洛_.(2)當當_時，時，F(xiàn)洛洛0.vBqvBvB南溪一中磁感線正電荷運動方向洛倫茲力相反注意注意:1、下列各圖中下列各圖中,運動電荷的速度方向、磁場方向和運動電荷的速度方向、磁場方向和電荷的受力方向

25、之間的關(guān)系正確的是電荷的受力方向之間的關(guān)系正確的是( )南溪一中課堂練習：BAvB+ +FBBv+ +FBF+ +vCBF+ +vD極光是來自太陽的帶電微粒在地磁場的作用極光是來自太陽的帶電微粒在地磁場的作用下向地球兩極聚集下向地球兩極聚集,并作用于大氣層中的原子并作用于大氣層中的原子,發(fā)出奇異光芒的現(xiàn)象發(fā)出奇異光芒的現(xiàn)象2、每時每刻都有大量帶電的宇宙射線向地球射來，、每時每刻都有大量帶電的宇宙射線向地球射來，地球磁場可以有效地改變這些射線中大多數(shù)帶電地球磁場可以有效地改變這些射線中大多數(shù)帶電粒子的運動方向，使它們不能到達地面，這對地粒子的運動方向，使它們不能到達地面，這對地球上的生命有十分重

26、要的意義球上的生命有十分重要的意義.假設(shè)有一個帶假設(shè)有一個帶正電正電的宇宙射線粒子正的宇宙射線粒子正垂直于地面向赤道垂直于地面向赤道射來在地球射來在地球磁場的作用下，它將磁場的作用下，它將( )A . 向東偏轉(zhuǎn)向東偏轉(zhuǎn) B . 向南偏轉(zhuǎn)向南偏轉(zhuǎn) C . 向西偏轉(zhuǎn)向西偏轉(zhuǎn) D . 向北偏轉(zhuǎn)向北偏轉(zhuǎn)南溪一中課堂練習：A1對洛倫茲力方向的認識對洛倫茲力方向的認識對洛倫茲力的理解和認識對洛倫茲力的理解和認識(3)由于洛倫茲力的方向總是跟運動電荷的速度方向由于洛倫茲力的方向總是跟運動電荷的速度方向垂直，所以垂直，所以洛倫茲力對運動電荷不做功洛倫茲力對運動電荷不做功，洛倫茲力，洛倫茲力只能改變電荷速度的方

27、向，不能改變速度的大小只能改變電荷速度的方向，不能改變速度的大小(2)在研究電荷的運動方向與磁場方向垂直的情況在研究電荷的運動方向與磁場方向垂直的情況時，由左手定則可知，洛倫茲力的方向既與磁場時，由左手定則可知，洛倫茲力的方向既與磁場方向垂直，又與電荷的運動方向垂直，即方向垂直，又與電荷的運動方向垂直，即洛倫茲洛倫茲力垂直于力垂直于v和和B兩者所決定的平面兩者所決定的平面(1)決定洛倫茲力方向的因素有三個：決定洛倫茲力方向的因素有三個：電荷的電性電荷的電性(正、負正、負)、速度方向、磁感應(yīng)強度的方向、速度方向、磁感應(yīng)強度的方向當電荷當電荷電性一定時，其他兩個因素中，如果只讓一個因電性一定時，其

28、他兩個因素中，如果只讓一個因素相反，則洛倫茲力方向必定相反；如果同時讓素相反，則洛倫茲力方向必定相反；如果同時讓兩個因素相反，則洛倫茲力方向?qū)⒉蛔儍蓚€因素相反，則洛倫茲力方向?qū)⒉蛔?洛倫茲力大小的理解洛倫茲力大小的理解推導：如圖所示，直導線長為推導：如圖所示，直導線長為L，電流為，電流為I，導線中，導線中運動電荷數(shù)為運動電荷數(shù)為n，截面積為，截面積為S，電荷的電荷量為，電荷的電荷量為q，運，運動速度為動速度為v，則，則3洛倫茲力與電場力的比較洛倫茲力與電場力的比較洛倫茲力洛倫茲力電場力電場力作用作用對象對象僅在運動電荷的速度方向僅在運動電荷的速度方向與與B不平行時，運動電荷不平行時，運動電荷才

29、受到洛倫茲力才受到洛倫茲力帶電粒子只要處在帶電粒子只要處在電場中，一定受到電場中，一定受到電場力電場力大小大小方向方向F洛洛qvBsin，方向與，方向與B垂垂直，與直，與v垂直，用左手定則垂直，用左手定則判斷判斷FqE，F(xiàn)的方向與的方向與E同向或反向同向或反向特點特點洛倫茲力永不做功洛倫茲力永不做功電場力可做正功、電場力可做正功、負功或不做功負功或不做功相同點相同點反映了電場和磁場都具有力的性質(zhì)反映了電場和磁場都具有力的性質(zhì)特別提醒：特別提醒：(1)判斷負電荷在磁場中運動受洛倫茲力的方向，判斷負電荷在磁場中運動受洛倫茲力的方向，四指要指向負電荷運動的相反方向，也就是電流四指要指向負電荷運動的相

30、反方向，也就是電流的方向的方向(2)電荷運動的方向電荷運動的方向v和和B不一定垂直，但洛倫茲力不一定垂直，但洛倫茲力一定垂直于磁感應(yīng)強度一定垂直于磁感應(yīng)強度B和速度方向和速度方向v.(3)運動電荷不受洛倫茲力作用的位置，磁感應(yīng)強運動電荷不受洛倫茲力作用的位置，磁感應(yīng)強度不一定為零度不一定為零3、如圖所示，在真空中，水平導線中有恒定電流如圖所示，在真空中，水平導線中有恒定電流I通過，導線的正下方有一質(zhì)子初速度方向與電流通過，導線的正下方有一質(zhì)子初速度方向與電流方向相同，則質(zhì)子可能的運動情況是方向相同，則質(zhì)子可能的運動情況是()A沿路徑沿路徑a運動運動B沿路徑沿路徑b運動運動C沿路徑沿路徑c運動運

31、動 D沿路徑沿路徑d運動運動南溪一中課堂練習：B4、有一質(zhì)量為有一質(zhì)量為m、電荷量為、電荷量為q的帶的帶正電正電的小球停在的小球停在絕緣平面上，并處在磁感應(yīng)強度為絕緣平面上，并處在磁感應(yīng)強度為B、方向垂直于、方向垂直于紙面向里的勻強磁場中，如圖所示，為了使小球紙面向里的勻強磁場中，如圖所示，為了使小球飄離飄離平面，平面，勻強磁場勻強磁場在紙面內(nèi)移動的最小速度應(yīng)在紙面內(nèi)移動的最小速度應(yīng)為多少？方向如何？為多少？方向如何？南溪一中課堂練習：【規(guī)律總結(jié)規(guī)律總結(jié)】要注意正確理解帶電粒要注意正確理解帶電粒子受洛倫茲力的條件：子受洛倫茲力的條件：(1)帶電粒子必須是運動的，此運動是相帶電粒子必須是運動的，

32、此運動是相對磁場而言的，相對于地面不一定運對磁場而言的，相對于地面不一定運動動(2)應(yīng)用洛倫茲力分析問題時，一定不要應(yīng)用洛倫茲力分析問題時，一定不要忘記忘記FqvB中有一個速度中有一個速度v，v的變化會的變化會影響到洛倫茲力影響到洛倫茲力F的大小和方向的變化的大小和方向的變化5、一初速度為零的質(zhì)子、一初速度為零的質(zhì)子(質(zhì)量質(zhì)量m1.671027 kg，電荷量電荷量q1.61019 C)，經(jīng)過電壓為，經(jīng)過電壓為1880 V的電的電場加速后，垂直進入磁感應(yīng)強度為場加速后，垂直進入磁感應(yīng)強度為5.0104 T的的勻強磁場中，質(zhì)子所受的洛倫茲力為多大？勻強磁場中，質(zhì)子所受的洛倫茲力為多大？答案：答案：

33、4.81017 N南溪一中課堂練習：1洛倫茲力的特點洛倫茲力的特點:方向總跟粒子運動的速度方向方向總跟粒子運動的速度方向 _，對運動電荷不做功，不改變帶電粒子，對運動電荷不做功，不改變帶電粒子 _,只改變粒子只改變粒子_.二二、帶電粒子在勻強磁場中的運動帶電粒子在勻強磁場中的運動2運動特點運動特點:當一個帶電粒子在勻強磁場中以垂直當一個帶電粒子在勻強磁場中以垂直 于磁場方向運動時，粒子將做于磁場方向運動時，粒子將做_運動運動， 其其_,由洛倫茲力提供由洛倫茲力提供.3軌道半徑軌道半徑:_.4運動周期運動周期:_,垂直速度大小速度方向勻速圓周向心力qBmvR qBmT2(計算題必須寫基本公式計算

34、題必須寫基本公式)與運動速度、半徑無關(guān)與運動速度、半徑無關(guān).6、帶電粒子垂直勻強磁場方向運動時，會受到洛帶電粒子垂直勻強磁場方向運動時，會受到洛 倫茲力的作用下列表述正確的是倫茲力的作用下列表述正確的是()A洛倫茲力對帶電粒子做功洛倫茲力對帶電粒子做功B洛倫茲力不改變帶電粒子的動能洛倫茲力不改變帶電粒子的動能C洛倫茲力的大小與速度無關(guān)洛倫茲力的大小與速度無關(guān)D洛倫茲力不改變帶電粒子的速度方向洛倫茲力不改變帶電粒子的速度方向南溪一中課堂練習：解析：解析：選選B.帶電粒子在磁場中受到的洛倫茲力始終帶電粒子在磁場中受到的洛倫茲力始終與其運動方向垂直，故洛倫茲力不會對帶電粒子與其運動方向垂直，故洛倫茲

35、力不會對帶電粒子做功，即不改變帶電粒子的動能，或不改變帶電做功，即不改變帶電粒子的動能，或不改變帶電粒子的速度大小，只改變其速度方向，粒子的速度大小，只改變其速度方向，A、D錯，錯，B對據(jù)對據(jù)FqvB知，洛倫茲力大小與帶電粒子的知，洛倫茲力大小與帶電粒子的速度大小有關(guān)，速度大小有關(guān)，C錯錯B帶電粒子在勻強磁場中的勻速圓周運動帶電粒子在勻強磁場中的勻速圓周運動2分析思路分析思路(1)圓心的確定圓心的確定帶電粒子垂直進入磁場后，一定做圓周運動，其帶電粒子垂直進入磁場后，一定做圓周運動，其速度方向一定沿圓周的切線方向，因此圓心的位速度方向一定沿圓周的切線方向，因此圓心的位置必是兩速度方向垂直的交點或

36、某一速度方向的置必是兩速度方向垂直的交點或某一速度方向的垂線與圓周上兩點連線中垂線的交點，方向如圖垂線與圓周上兩點連線中垂線的交點，方向如圖所示所示(2)運動半徑大小的確定運動半徑大小的確定一般先作入射點、出射點對應(yīng)的半徑，并作出相一般先作入射點、出射點對應(yīng)的半徑，并作出相應(yīng)的輔助三角形，然后利用三角函數(shù)求解出半徑應(yīng)的輔助三角形，然后利用三角函數(shù)求解出半徑的大小的大小(3)運動時間的確定運動時間的確定(4)圓心角的確定圓心角的確定帶電粒子帶電粒子射出磁場射出磁場的速度方向與的速度方向與射入磁場射入磁場的速的速度方向間的夾角度方向間的夾角叫叫偏向角偏向角偏向角等于圓心角即偏向角等于圓心角即，如圖所示，如圖所示.某段圓弧所對應(yīng)的圓心角是這段圓弧某段圓弧所對應(yīng)的圓心角是這段圓弧弦切角弦切角的的二倍，即二倍，即2.7、兩個粒子，電荷量相同，在同一勻強磁場中受兩個粒子，電荷量相同，在同一勻強磁場中受 磁場力而做勻速圓周運動磁場力而做勻速圓周運動( )A若速率相等，則半徑必相等若速率相等，則半徑必相等B若動能相等，則周期必相等若動能相等，則周期必相等C若質(zhì)量相等，則周期必相等若質(zhì)量相等，則周