《磁場對運(yùn)動電荷的作用力》參考課件

第3節(jié)磁場對運(yùn)動電荷的作用

核心要點(diǎn)突破課堂互動講練第3節(jié)課前自主學(xué)案學(xué)習(xí)目標(biāo)1.認(rèn)識洛倫茲力．2．會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——磁場對運(yùn)動電荷的作用力1．定義：磁場對____________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)動的電荷受到的洛倫茲力的________表現(xiàn)．運(yùn)動電荷宏觀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)動的方向(如是_______電荷，則四指指向負(fù)電荷運(yùn)動的反方向)，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中會受到電場力的作用，那么電荷放入磁場中是否一定會受到磁場力的作用？提示：當(dāng)電荷在磁場中靜止或沿著磁感線方向運(yùn)動時，電荷不會受到磁場力的作用，只有當(dāng)電荷運(yùn)動且運(yùn)動方向不與磁場平行時，才受洛倫茲力作用．4．洛倫茲力的大小當(dāng)電荷的運(yùn)動方向與磁感線垂直時，磁場越____，電荷帶電量越_____，運(yùn)動速度越快，電荷受到的洛倫茲力就越大．二、電子束在磁場中偏轉(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_____________在磁場中受到____________的道理來工作的．強(qiáng)大運(yùn)動電荷洛倫茲力核心要點(diǎn)突破一、洛倫茲力和電場力的比較這兩種力是帶電粒子在兩種不同的場中受到的力，反映了磁場和電場都有力的性質(zhì)，但這兩種力的區(qū)別也是十分明顯的.

洛倫茲力電場力力的概念磁場對其中的運(yùn)動電荷的作用電場對放入其中的電荷的作用

洛倫茲力電場力產(chǎn)生條件磁場中的運(yùn)動電荷，且運(yùn)動方向與磁場方向不共線電荷將受到洛倫茲力作用電場中的電荷無論靜止還是沿任意方向運(yùn)動都要受到電場力方向①方向由電荷正負(fù)、磁場方向以及電荷運(yùn)動方向決定，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方向及電荷運(yùn)動方向①方向由電荷正負(fù)、電場方向決定②正電荷受力方向與電場方向一致，負(fù)電荷受力方向與電場方向相反

洛倫茲力電場力大小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，也可能不做功即時應(yīng)用(即時突破，小試牛刀)

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

)A．帶電粒子沿電場線方向射入，靜電力對帶電粒子做正功，粒子動能一定增加B．帶電粒子垂直于電場線方向射入，靜電力對帶電粒子不做功，粒子動能不變C．帶電粒子沿磁感線方向射入，洛倫茲力對帶電粒子做正功，粒子動能一定增加D．不管帶電粒子怎樣射入磁場，洛倫茲力對帶電粒子都不做功，粒子動能不變解析：選D.帶電粒子沿電場線方向射入，若為正電荷，靜電力對帶電粒子做正功，粒子動能增大，若為負(fù)電荷，靜電力對帶電粒子做負(fù)功，粒子動能減小，A錯誤；帶電粒子垂直電場線方向射入，粒子做類平拋運(yùn)動，靜電力一定做正功，粒子動能增加，B錯誤；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)體靜止不動時，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)動電荷的速度v的方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向平行時，運(yùn)動電荷不受洛倫茲力的作用，仍以初速度做勻速直線運(yùn)動．而磁場中靜止的電荷也不受洛倫茲力的作用．導(dǎo)體平行磁場方向放置時，定向運(yùn)動的電荷不受洛倫茲力，所以導(dǎo)體也不受安培力．3．洛倫茲力對運(yùn)動電荷永不做功，而安培力對運(yùn)動導(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)動速度v的方向，不論電荷做什么性質(zhì)的運(yùn)動，也不論電荷是什么樣的運(yùn)動軌跡，F(xiàn)洛只改變v的方向，并不改變v的大小，所以洛倫茲力對運(yùn)動電荷不做功．通電導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動時，電荷相對磁場的運(yùn)動方向并不沿導(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，所以安培力對運(yùn)動導(dǎo)體可以做功．即時應(yīng)用(即時突破，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)都是磁場對運(yùn)動電荷的作用力C．安培力和洛倫茲力，二者是等價的D．安培力對通電導(dǎo)體能做功，但洛倫茲力對運(yùn)動電荷不能做功解析：選BD.安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，其本質(zhì)都是磁場對運(yùn)動電荷的作用，所以A錯，B對，C錯．洛倫茲力總垂直于電荷的運(yùn)動方向，所以不做功，而安培力卻可以與運(yùn)動方向不垂直，所以可以做功，D對．課堂互動講練類型一洛倫茲力方向的判斷

如圖2－3－1所示，是表示磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B、負(fù)電荷運(yùn)動方向v和磁場對電荷洛倫茲力F的相互關(guān)系圖，這四個圖中正確的是(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】本題易錯選D項(xiàng)．應(yīng)用左手定則判斷洛倫茲力的方向時，四指指向正電荷運(yùn)動方向，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)電場的作用下沿直線運(yùn)動，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，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，四指應(yīng)指向電子運(yùn)動的反方向，磁場垂直穿過手心，則大拇指所指的方向即為洛倫茲力的方向．類型二運(yùn)動電荷在磁場中的運(yùn)動例2

一個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B．此空間可能有磁場，方向與電子速度平行C．此空間可能有磁場，方向與電子速度垂直D．此空間可能有正交的磁場和電場，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)，一是電荷在場中的受力特點(diǎn)，二是從電子運(yùn)動的狀態(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，運(yùn)動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．因此一個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，只能說此空間可能有磁場，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和電場，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)電場中、勻強(qiáng)磁場中、重力場中水平拋出，落地時速度大小相比