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1、高中物理高中物理選修選修3-1浙浙第第6講運動電荷在磁場中受到的力講運動電荷在磁場中受到的力 目標定位1.知道什么是洛倫茲力，會用左手定則判斷洛倫茲力的方向.2.掌握洛倫茲力公式的推導(dǎo)過程，會計算洛倫茲力的大小.3.知道電視顯像管的基本構(gòu)造及工作的基本原理一、洛倫茲力的方向和大小1洛倫茲力： 在磁場中所受的力通電導(dǎo)線在磁場中所受的安培力是洛倫茲力的 ，而洛倫茲力是安培力的微觀本質(zhì)運動電荷運動電荷宏觀表現(xiàn)宏觀表現(xiàn)2洛倫茲力的方向(1)左手定則：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 從掌心進入，并使四指指向 ，這時拇指所指的方向就是運動的正電荷在磁場中所受 的方向負電荷受
2、力的方向與正電荷受力的方向 (2)特點：FB，F(xiàn)v，即F垂直于 決定的平面磁感線磁感線正電荷運動的方向正電荷運動的方向洛倫茲力洛倫茲力相反相反B和和v3洛倫茲力的大小當vB時：F .qvB 想一想當入射粒子為負電荷時，如何使用左手定則判斷洛倫茲力方向？ 答案當入射粒子為負電荷時，我們使四指指向負電荷運動的反方向，此時拇指的指向就是負電荷所受洛倫茲力的方向二、電視顯像管的工作原理1構(gòu)造：電視顯像管由電子槍、 和熒光屏組成2原理：電視顯像管應(yīng)用了電子束 的原理3掃描：在偏轉(zhuǎn)區(qū)的水平方向和豎直方向都有 ，其方向、強弱都在不斷變化，因此電子束打在熒光屏上的光點不斷移動，這在電視技術(shù)中叫做 偏轉(zhuǎn)線圈偏轉(zhuǎn)
3、線圈磁偏轉(zhuǎn)磁偏轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)磁場偏轉(zhuǎn)磁場掃描掃描一、洛倫茲力的方向1判斷方法：左手定則2FB，F(xiàn)v，F(xiàn)垂直于B、v確定的平面，但B與v不一定垂直3洛倫茲力的方向隨電荷運動方向的變化而變化但無論怎么變化，洛倫茲力都與運動方向垂直，故洛倫茲力永不做功，它只改變電荷的運動方向，不改變電荷速度大小【例1】如下圖所示的磁感應(yīng)強度B、電荷的運動速度v和磁場對電荷的作用力F的相互關(guān)系圖中，畫得正確的是(其中B、F、v兩兩垂直)() 答案C 解析由于B、F、v兩兩垂直，根據(jù)左手定則得：A、B、D選項中受洛倫茲力都與圖示F的方向相反，故A、B、D錯誤，C正確 借題發(fā)揮確定洛倫茲力的方向還需明確運動電荷的電性，特別注意負
4、電荷的運動方向與左手四指的指向應(yīng)相反二、洛倫茲力的大小1洛倫茲力的表達式FqvB.條件vB.2洛倫茲力的特點(1)運動的電荷才有可能受到洛倫茲力，靜止的電荷在磁場中不受洛倫茲力(2)洛倫茲力對運動電荷不做功，不改變電荷運動的速率，只改變速度的方向3洛倫茲力與電場力的比較：(1)洛倫茲力FqvB：只有運動電荷，且運動方向與磁場方向不平行時才受到洛倫茲力；洛倫茲力的方向總與速度方向垂直，用左手定則判斷(2)電場力FqE：只要是電荷在電場中就要受到電場力；電場力的方向與場強E方向共線(正電荷與E同向，負電荷與E反向)【例2】在圖361所示的各圖中，勻強磁場的磁感應(yīng)強度均為B，帶電粒子的速率均為v，帶
5、電荷量均為q.試求出圖中帶電粒子所受洛倫茲力的大小，并指出洛倫茲力的方向圖圖361 答案(1)qvB垂直v向左上方(2)不受洛倫茲力(3)qvB垂直v向左上方 解析(1)因vB，所以F qvB，方向與v垂直向左上方 (2)由于v與B平行，所以不受洛倫茲力 (3)v與B垂直，F(xiàn)qvB，方向與v垂直向左上方【例3】(多選)在如下圖所示的勻強電場和勻強磁場共存的區(qū)域內(nèi)，電子可能沿水平方向向右做直線運動的是() 答案BC 解析若電子水平向右運動，在A圖中電場力水平向左，洛倫茲力豎直向下，故不可能；在B圖中，電場力水平向左，洛倫茲力為零，故電子可能水平向右做勻減速直線運動；在C圖中電場力豎直向上，洛倫茲
6、力豎直向下，當二者大小相等時，電子向右做勻速直線運動；在D圖中電場力豎直向上，洛倫茲力豎直向上，故電子不可能做水平向右的直線運動，因此只有選項B、C正確三、洛倫茲力作用下的帶電體的運動分析帶電體在磁場中的受力運動問題，與力學方法相似：首先要受力分析，然后根據(jù)運動狀態(tài)，選擇恰當?shù)奈锢硪?guī)律【例4】一個質(zhì)量m0.1 g的小滑塊，帶有q5104C的電荷量，放置在傾角30的光滑斜面上(絕緣)，斜面固定且置于B0.5 T的勻強磁場中，磁場方向垂直紙面向里，如圖362所示，小滑塊由靜止開始沿斜面滑下，斜面足夠長，小滑塊滑至某一位置時，要離開斜面(g取10 m/s2)求：(1)小滑塊帶何種電荷？(2)小滑塊離開斜面時的瞬時速度多大？(3)該斜面長度至少多長？圖圖362 答案(1)負電荷(2)3.5 m/s(3)1.2 m 解析(1)小滑塊在沿斜面下滑的過程中，受重力mg、斜面支持力FN和洛倫茲力F作用，如圖所示，若要使小滑塊離開斜面，則洛倫茲力F應(yīng)垂直斜面向上，根據(jù)左手定則可知，小滑塊應(yīng)帶負電荷 借題發(fā)揮(1)物體在磁場或電場中運動的分析方法和分析力學的方法一樣，只是比力學多了洛倫茲力和靜電力 (2)對粒子受力分析求合力，若合力為零，粒子做勻速直線運動；若合力不為零，粒子做變速直線運動，再根據(jù)牛頓第二定律分析粒子速度變化情況
高中物理 36 運動電荷在磁場中受到的力課件 新人教版選修31
