《磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力》參考課件

第3節(jié)磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用

核心要點(diǎn)突破課堂互動(dòng)講練第3節(jié)課前自主學(xué)案學(xué)習(xí)目標(biāo)1.認(rèn)識(shí)洛倫茲力．2．會(huì)用左手定則判斷洛倫茲力的方向．3．了解電子束磁偏轉(zhuǎn)原理及其在技術(shù)上的應(yīng)用．4．初步了解顯像管的工作原理．學(xué)習(xí)目標(biāo)課前自主學(xué)案一、洛倫茲力——磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力1．定義：磁場(chǎng)對(duì)____________的力叫洛倫茲力．2．洛倫茲力與安培力的關(guān)系通電導(dǎo)線受到的安培力，是導(dǎo)線中定向運(yùn)動(dòng)的電荷受到的洛倫茲力的________表現(xiàn)．運(yùn)動(dòng)電荷宏觀3．洛倫茲力的方向左手定則：伸開左手，使大拇指跟其余四指________，且處于同一平面內(nèi)，讓磁感線垂直穿入手心，四指指向______電荷運(yùn)動(dòng)的方向(如是_______電荷，則四指指向負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的反方向)，那么，拇指所指的方向就是正電荷所受____________的方向．垂直正負(fù)洛倫茲力思考感悟電荷在電場(chǎng)中會(huì)受到電場(chǎng)力的作用，那么電荷放入磁場(chǎng)中是否一定會(huì)受到磁場(chǎng)力的作用？提示：當(dāng)電荷在磁場(chǎng)中靜止或沿著磁感線方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，電荷不會(huì)受到磁場(chǎng)力的作用，只有當(dāng)電荷運(yùn)動(dòng)且運(yùn)動(dòng)方向不與磁場(chǎng)平行時(shí)，才受洛倫茲力作用．4．洛倫茲力的大小當(dāng)電荷的運(yùn)動(dòng)方向與磁感線垂直時(shí)，磁場(chǎng)越____，電荷帶電量越_____，運(yùn)動(dòng)速度越快，電荷受到的洛倫茲力就越大．二、電子束在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)的應(yīng)用教材P24圖2－3－3是電視機(jī)顯像管的基本結(jié)構(gòu)．電視機(jī)顯像管中電子束的偏轉(zhuǎn)利用的就是_____________在磁場(chǎng)中受到____________的道理來工作的．強(qiáng)大運(yùn)動(dòng)電荷洛倫茲力核心要點(diǎn)突破一、洛倫茲力和電場(chǎng)力的比較這兩種力是帶電粒子在兩種不同的場(chǎng)中受到的力，反映了磁場(chǎng)和電場(chǎng)都有力的性質(zhì)，但這兩種力的區(qū)別也是十分明顯的.

洛倫茲力電場(chǎng)力力的概念磁場(chǎng)對(duì)其中的運(yùn)動(dòng)電荷的作用電場(chǎng)對(duì)放入其中的電荷的作用

洛倫茲力電場(chǎng)力產(chǎn)生條件磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)電荷，且運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向不共線電荷將受到洛倫茲力作用電場(chǎng)中的電荷無論靜止還是沿任意方向運(yùn)動(dòng)都要受到電場(chǎng)力方向①方向由電荷正負(fù)、磁場(chǎng)方向以及電荷運(yùn)動(dòng)方向決定，方向之間關(guān)系遵循左手定則②洛倫茲力方向一定垂直于磁場(chǎng)方向及電荷運(yùn)動(dòng)方向①方向由電荷正負(fù)、電場(chǎng)方向決定②正電荷受力方向與電場(chǎng)方向一致，負(fù)電荷受力方向與電場(chǎng)方向相反

洛倫茲力電場(chǎng)力大小F洛＝qvBsinθF電＝qE做功情況一定不做功可能做正功，可能做負(fù)功，也可能不做功即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)突破，小試牛刀)

1.關(guān)于帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是(

)A．帶電粒子沿電場(chǎng)線方向射入，靜電力對(duì)帶電粒子做正功，粒子動(dòng)能一定增加B．帶電粒子垂直于電場(chǎng)線方向射入，靜電力對(duì)帶電粒子不做功，粒子動(dòng)能不變C．帶電粒子沿磁感線方向射入，洛倫茲力對(duì)帶電粒子做正功，粒子動(dòng)能一定增加D．不管帶電粒子怎樣射入磁場(chǎng)，洛倫茲力對(duì)帶電粒子都不做功，粒子動(dòng)能不變解析：選D.帶電粒子沿電場(chǎng)線方向射入，若為正電荷，靜電力對(duì)帶電粒子做正功，粒子動(dòng)能增大，若為負(fù)電荷，靜電力對(duì)帶電粒子做負(fù)功，粒子動(dòng)能減小，A錯(cuò)誤；帶電粒子垂直電場(chǎng)線方向射入，粒子做類平拋運(yùn)動(dòng)，靜電力一定做正功，粒子動(dòng)能增加，B錯(cuò)誤；由于洛倫茲力的方向始終與粒子的速度方向垂直，故洛倫茲力永遠(yuǎn)不做功，C錯(cuò)誤，D正確．二、洛倫茲力與安培力的異同1．在導(dǎo)體靜止不動(dòng)時(shí)，安培力是洛倫茲力的合力，所以洛倫茲力的方向與安培力的方向是一致的，可由左手定則判定．判斷洛倫茲力的方向時(shí)一定要注意F洛垂直于v與B所決定的平面．2．當(dāng)運(yùn)動(dòng)電荷的速度v的方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向平行時(shí)，運(yùn)動(dòng)電荷不受洛倫茲力的作用，仍以初速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)．而磁場(chǎng)中靜止的電荷也不受洛倫茲力的作用．導(dǎo)體平行磁場(chǎng)方向放置時(shí)，定向運(yùn)動(dòng)的電荷不受洛倫茲力，所以導(dǎo)體也不受安培力．3．洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷永不做功，而安培力對(duì)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體卻可以做功．由于洛倫茲力F洛始終垂直于電荷的運(yùn)動(dòng)速度v的方向，不論電荷做什么性質(zhì)的運(yùn)動(dòng)，也不論電荷是什么樣的運(yùn)動(dòng)軌跡，F(xiàn)洛只改變v的方向，并不改變v的大小，所以洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷不做功．通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，電荷相對(duì)磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)方向并不沿導(dǎo)體方向，所受洛倫茲力的方向也不垂直于導(dǎo)體，洛倫茲力垂直于導(dǎo)體方向的分力做正功，而沿導(dǎo)體方向的分力做負(fù)功，總功仍為0.導(dǎo)體中所有運(yùn)動(dòng)電荷受到的洛倫茲力，在垂直于導(dǎo)體方向的分力的合力就是安培力，所以安培力對(duì)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體可以做功．即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)突破，小試牛刀)2．關(guān)于安培力和洛倫茲力，下面的說法中正確的是(

)A．洛倫茲力和安培力是性質(zhì)完全不同的兩種力B．安培力和洛倫茲力，其本質(zhì)都是磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力C．安培力和洛倫茲力，二者是等價(jià)的D．安培力對(duì)通電導(dǎo)體能做功，但洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷不能做功解析：選BD.安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，其本質(zhì)都是磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用，所以A錯(cuò)，B對(duì)，C錯(cuò)．洛倫茲力總垂直于電荷的運(yùn)動(dòng)方向，所以不做功，而安培力卻可以與運(yùn)動(dòng)方向不垂直，所以可以做功，D對(duì)．課堂互動(dòng)講練類型一洛倫茲力方向的判斷

如圖2－3－1所示，是表示磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B、負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)方向v和磁場(chǎng)對(duì)電荷洛倫茲力F的相互關(guān)系圖，這四個(gè)圖中正確的是(B、v、F兩兩垂直)(

)例1圖2－3－1【思路點(diǎn)撥】應(yīng)用左手定則解決三者間方向的問題，特別要注意“其余四指”的指向．【精講精析】由左手定則可判斷A、B、C正確．【答案】

ABC【易誤警示】本題易錯(cuò)選D項(xiàng)．應(yīng)用左手定則判斷洛倫茲力的方向時(shí)，四指指向正電荷運(yùn)動(dòng)方向，由于讀題不認(rèn)真誤將電荷當(dāng)成正電荷．變式訓(xùn)練1

如圖2－3－2為陰極射線管的結(jié)構(gòu)示意圖，陰極射線發(fā)出的電子束在陰極和陽極間強(qiáng)電場(chǎng)的作用下沿直線運(yùn)動(dòng)，如果在射線管所在區(qū)域內(nèi)加上垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則電子束的偏轉(zhuǎn)方向?yàn)?

)A．豎直向上偏轉(zhuǎn)B．豎直向下偏轉(zhuǎn)C．垂直紙面向里偏轉(zhuǎn)

D．垂直紙面向外偏轉(zhuǎn)圖2－3－2解析：選B.帶電粒子所受洛倫茲力的方向可用左手定則判定．在用左手定則判定洛倫茲力方向時(shí)，四指應(yīng)指向電子運(yùn)動(dòng)的反方向，磁場(chǎng)垂直穿過手心，則大拇指所指的方向即為洛倫茲力的方向．類型二運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)例2

一個(gè)電子穿過某一空間而未發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則(

)A．此空間一定不存在磁場(chǎng)B．此空間可能有磁場(chǎng)，方向與電子速度平行C．此空間可能有磁場(chǎng)，方向與電子速度垂直D．此空間可能有正交的磁場(chǎng)和電場(chǎng)，它們的方向均與電子速度垂直【思路點(diǎn)撥】解答本題要把握兩點(diǎn)，一是電荷在場(chǎng)中的受力特點(diǎn)，二是從電子運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)判斷受力，軌跡是直線說明電子受合外力為零或所受力與速度共線．【精講精析】依據(jù)對(duì)洛倫茲力的說明可知：當(dāng)v的方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向平行時(shí)，運(yùn)動(dòng)電荷不受洛倫茲力的作用，帶電粒子仍然以速度v做勻速直線運(yùn)動(dòng)．因此一個(gè)電子穿過某一空間而未發(fā)生偏轉(zhuǎn)不能說此空間一定存在磁場(chǎng)，只能說此空間可能有磁場(chǎng)，方向與電子速度方向平行，或者說此空間可能有正交的磁場(chǎng)和電場(chǎng)，它們的方向均與電子速度方向垂直，導(dǎo)致電子所受合力為零．因此，本題的正確選項(xiàng)為B、D.【答案】

BD變式訓(xùn)練2

如圖2－3－3，三個(gè)帶正電的小球從同一高度以相同初速度分別在勻強(qiáng)電場(chǎng)中、勻強(qiáng)磁場(chǎng)中、重力場(chǎng)中水平拋出，落地時(shí)速度大小相比