屆高考物理核心要點突破系列課件：第章第四節(jié)《磁場對運動電荷的作用》人教選修

第四節(jié)磁場對運動電荷的作用

核心要點突破課堂互動講練知能優(yōu)化訓練第四節(jié)課前自主學案目標概覽目標概覽學習目標：1.知道什么是洛倫茲力，知道電荷運動方向與磁場方向平行時，電荷受到的洛倫茲力等于零；電荷運動方向與磁場方向垂直時，電荷受到的洛倫茲力最大，F＝qvB.2．會用左手定則熟練地判定洛倫茲力的方向．重點難點：1.洛倫茲力的大小和方向．2．用左手定則判斷洛倫茲力的方向．課前自主學案一、洛倫茲力1．演示實驗：電子射線管發(fā)出的電子束，圖15－4－1甲中的徑跡是__________．把電子射線管放在蹄形磁鐵的磁場中，圖乙中電子束的徑跡向____發(fā)生了偏轉，若調換磁鐵南北極的位置，則電子束的徑跡會向____偏轉．圖15－4－1一條直線下上2．磁場對運動電荷有力的作用，人們稱這種力為_________．二、洛倫茲力的方向和大小1．洛倫茲力的方向，也可以用左手定則判定：伸開左手，使大拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一個平面內，讓磁感線垂直從____進入，并使四指指向__________運動的方向，這時_____所指的方向就是運動的正電荷在磁場中所受洛倫茲力的方向．負電荷受力的方向與正電荷受力的方向_____．洛倫茲力掌心正電荷拇指相反2．洛倫茲力的大小若帶電粒子運動方向與磁感應強度方向垂直，則F＝______.若粒子速度方向與磁感應強度方向的夾角為θ，則F＝_____________.3．洛倫茲力的方向始終與帶電粒子的運動方向垂直，故洛倫茲力不改變帶電粒子運動速度的____，只改變粒子運動的方向．洛倫茲力對帶電粒子不做功．qvBqvBsinθ大小核心要點突破一、如何判斷洛倫茲力的方向1．由左手定則判定．決定洛倫茲力方向的因素有三個：電荷的電性(正、負)、速度方向、磁感應強度的方向．當電荷一定即電性一定時，其他兩個因素中，如果只讓一個因素相反，則洛倫茲力方向必定相反；如果同時讓兩個因素相反，則洛倫茲力方向將不變．2．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方向垂直，又與電荷的運動方向垂直，即洛倫茲力垂直于v和B兩者所決定的平面．特別提醒：(1)判斷負電荷在磁場中運動受洛倫茲力的方向，四個手指要伸向負電荷運動的相反方向．(2)電荷運動的方向v和B不一定垂直，但洛倫茲力一定垂直于磁感應強度B和速度的方向v.二、對洛倫茲力的理解1．公式推導設導體內單位長度上自由電荷數為n，自由電荷的電荷量為q，定向移動的速度為v，設長度為L的導線中的自由電荷在t秒內全部通過截面A，如圖15－4－2所示，圖15－4－22．洛倫茲力和安培力的區(qū)別與聯系(1)洛倫茲力是單個運動電荷在磁場中受到的力，而安培力是導體中所有定向移動的自由電荷受到的洛倫茲力的宏觀表現．(2)盡管安培力是自由電荷定向移動時受到的洛倫茲力的宏觀表現，但也不能認為安培力就簡單地等于所有定向移動電荷所受洛倫茲力的和，一般只有當導體靜止時才能這樣認為．(3)洛倫茲力恒不做功，但安培力卻可以做功．可見安培力與洛倫茲力既有緊密相關、不可分割的必然聯系，也有顯著的區(qū)別．3．洛倫茲力與電場力的比較洛倫茲力電場力公式F＝qvB(v⊥B)F＝qE受力條件(1)B≠0(2)v≠0，即運動電荷(3)v與B不平行E≠0方向與B、v方向垂直與E方向平行影響大小的因素q、v、B及v與B的夾角q、E做功情況總不做功可以做功特別提醒：(1)安培力是導體中自由電荷定向移動所受洛倫茲力的宏觀表現．(2)v⊥B時，洛倫茲力F＝qvB，在v∥B時，F＝0，在v＝0時，F＝0.(3)洛倫茲力最重要的一個特點就是恒不做功．三、帶電粒子在復合場中的直線運動1．復合場一般包括重力場、電場和磁場三種場的任意兩種場復合或三種場復合．2．帶電粒子在復合場中運動的分析方法和思路(1)正確進行受力分析，除重力、彈力、摩擦力外要特別注意電場力和洛淪茲力的分析．(2)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合．(3)靈活選擇不同的運動規(guī)律．①當帶電粒子在復合場中做勻速直線運動時，粒子受力必然平衡，由平衡條件列方程求解．②對于臨界問題，解決時要認真分析物體所經歷的物理過程，找出臨界狀態(tài)相對應的臨界條件，抓住題目中敘述的一些“恰好”、“剛好”、“最大”、“最高”、“至少”等關鍵詞為突破口，挖掘隱含條件，探究臨界位置或狀態(tài)．特別嚷提醒腔：(1逃)電子際、質卷子、α粒子壞等一將般不恐計重痕力，輸帶電塘小球呢、塵菜埃、浮液滴席等帶息電顆滋粒一綁般要間考慮燃重力戴的作睡用．(2糠)注意巧重力林、電聚場力猶做功丑與路絡徑無聽關，露洛倫罪茲力策始終顧和運勿動方狡向垂融直，傳永不瘡做功諸的特澤點．課堂互動講練長方投體金艘屬塊薯放在窮勻強米磁場相中，護有電叔流通衫過金穗屬塊黃，如悟圖15－4－3所示魯，則遙下面戲正確烘的是()A．金趨屬塊零上表慰面電銳勢高辜于下鏡表面誤電勢B．金誓屬塊智上表畫面電膚勢低皂于下塑表面胸電勢C．金祝屬塊歐上表賴面電趟勢等某于下夠表面佳電勢D．無定法比貍較上戶、下省表面柴的電注勢高扁低洛倫茲力方向的判定例1圖15－4－3【解析】金屬胸導電癥是由功于金朱屬中匆自由妥電子飲定向殲移動朝引起曉的，點當金盈屬塊麗中有擁電流鑄時，牲自由次電子勝運動歌方向漆和電跪流方憂向相雹反，鐵由左倍手定告則可頸判斷值自由唇電子桑所受欲洛倫戀茲力汁方向停向下煮，即劑自由鈴電子機向下餅偏轉熔，所蘆以上被表面鞏電勢輕較下漸表面尿高．【答案】A【點評】判斷何洛倫希茲力姨的方脹向時槐，首鈴先應通明確籠磁場洋方向辣和帶鄭電粒勾子的拆電性泳及其讀運動腦方向費，然陣后根落據左逐手定安則判五定．變式板訓練1圖15－4－4陰極憑射線麥管中謠粒子奧流向升由左焦向右奇，其摧上方元放置色一根肅通有碑如圖15－4－4所示犯電流洗的直擋導線擾，導虜線與低陰極京射線迎管平嬸行，局則陰慘極射奇線將()A．向柔上偏醒轉B．向繭下偏和轉C．向次紙里寸偏轉D．向香紙外殘偏轉解析壘：選B.由安絕培定寄則，項電流次在其蛛下方吹所產汁生的摸磁場帝方向呀垂直灶紙面如向里侮，由閱左手碗定則厘，電滔子流余所受盡洛倫謀茲力銅向下書，故艙向下嶺偏轉鳴，則拉選B.不計虜重力新的負脈粒子捧能夠卵在如喊圖15－4－5所示榆的正緩交勻艇強電犬場和蘿勻強識磁場得中勻發(fā)速直仰線穿豆過．呈設產況生勻求強電攏場的躍兩極蘆板間鬧電壓間為U，距儀離為d，勻宗強磁貢場的吹磁感鉛應強掘度為B，粒迷子電證荷量腫為q，進浸入速抱度為v，以距下說逃法正突確的爪是()速度選擇器例2圖15－4－5A．若竿同時宗增大U和B，其扔他條俘件不志變，懼則粒惡子一辟定能譜夠直穿線穿氏過B．若錢同時所減小d和增皇大v，其碗他條眨件不嶼變，自則粒呈子可量能直票線穿鳳過C．若虧粒子余向下萄偏能當夠飛律出極顛板間間，則短粒子樓動能魔一定徹減小D．若兼粒子厘向下飯偏能陸夠飛擁出極革板間乒，則夕粒子循的動沉能有覆可能狂不變【答案】BC【點評】帶電棕粒子史在電錘磁場跡中的驢運動正，一猜定要坑綜合憤分析調所受惰的電漲場力謹和洛背倫茲罵力的風情況仗，才冒能作石出正貌確的敘解答是．變式怨訓練2一個誼質子獲以速高度v穿過炭相互豪垂直也的電敗場和摧磁場刻區(qū)域耗而沒大有偏搶轉，緩如圖15－4－6所示吼．圖15－4－6A．若滅電子漿以速忙度v射入株該區(qū)臟域，抹電子述將會扎偏轉B．無裂論何淋種帶性電粒體子，盯只要駁以相紅同的寒速率v射入起該區(qū)獲域都獨不會合發(fā)生風偏轉C．若溉質子宇的入擇射速緒度v′>v，它授將向茂上偏蒙轉，倉其軌慨跡是擁一條陶拋物奔線D．若蕩質子知的入肺射速蓄度v′<v，它掏將向鑒下偏獄轉，蘋其軌加跡是踢一條躲拋物供線如圖15－4－7所示艙，豎傍直絕妹緣桿咳處于涂方向勇彼此牛垂直危，大男小為E、B的勻毒強電窄、磁兔場中象，一裝個質賴量為m、帶濕電量恐為＋q的小芹球，鬧從靜格止開昨始沿菜桿下弦滑，拉且與企桿的桿動摩們擦因在數為μ，試擔求：(1甩)小球濃速度墻為多捷大時退，加矮速度憐最大搬？是熟多少刑？(2薦)小球蓮下滑售的最說大速超度是忍多少拒？帶電粒子在復合場中的直線運動例3圖15－4－7圖15－4－8【點評】洛倫襖茲力饅不但古與磁冬場與玻電荷共有關構，還亭與電挽荷的塑運動箏狀態(tài)誦有關摔，在次解決簡此類容問題腳時要拋用動偉態(tài)的落眼光醫(yī)，從武受力底分析鑄入手怕，查敢找臨憂界狀狠態(tài)，們從而歌得出譽正確爭結果并．變式付訓練3圖15－4－9如圖15－4－9所示漠，一吧個帶泡負電測的滑奴環(huán)套坊在水添平且睛足夠陷長的涌粗糙勢的絕臉緣桿浴上，催整個墳裝置敏處于剃方向戶如圖鋤所示飄的勻侵強磁緞場B中．例現給丹滑環(huán)逐施以從一個昌水平束向右珍的瞬既時沖疑量，奮使其漁由靜役止開勤始運糟動，濃則滑撥環(huán)在自桿上職的運完動情特況可役能是()A．始區(qū)終做涂勻速買運動B．開看始做葛減速鹽運動乳，最佛后靜視止于白桿上C．先滑做加艱速運廊動，在最后糕做勻扣速運混動D．先缸做減深速運鴉動，介最后乞做勻交速運插動解析綠：選AB松D.帶負暢電滑蓋環(huán)向處右運停動時渡所受啄洛倫壘茲力的方向燥向上愈，其森大小綢與滑杯環(huán)初耳速度棕大小雀有關燒．由造于滑示環(huán)初嫁速度允的大避小未閣具體哄給定校，因目而洛苦倫茲目力與深滑環(huán)晚重力坑可出隱現三昨種不踐同的千關系抖：(1營)當洛態(tài)倫茲漿力等大于重化力，恒則滑喘環(huán)做車勻速魯運動撞．(2推)當洛軍倫茲咳力開給始時顫小于封重力串，滑航環(huán)將葬做減濟速運龍動，聯最后濾停在刮桿上代．(3俱)當洛般倫茲丹力開辣始時腎