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高中物理高中物理选修选修3-1粤教版粤教版第三章第三章 磁磁 场场学案学案4 研究洛伦兹力研究洛伦兹力学习目标学习目标知识储备知识储备学习探究学习探究典例精析典例精析自我检测自我检测课堂小结课堂小结12学案学案4 研究洛伦兹力研究洛伦兹力 通过实验，观察阴极射线在磁场中的偏转，认识洛通过实验，观察阴极射线在磁场中的偏转，认识洛伦兹力伦兹力.会判断洛伦兹力的方向，会计算洛伦兹力的大小会判断洛伦兹力的方向，会计算洛伦兹力的大小.学习目标学习目标知识储备知识储备学习探究学习探究典例精析典例精析自我检测自我检测课堂小结课堂小结一、洛伦兹力的方向一、洛伦兹力的方向如图所示，我们用阴极射线管研究磁场对运动电荷的作用，不如图所示，我们用阴极射线管研究磁场对运动电荷的作用，不同方向的磁场对电子束径迹有不同影响那么电荷偏转方向与同方向的磁场对电子束径迹有不同影响那么电荷偏转方向与磁场方向、电子运动方向的关系满足怎样的规律？磁场方向、电子运动方向的关系满足怎样的规律？答案左手定则答案左手定则要点提炼要点提炼1洛伦兹力的方向可以根据左手定则来判断，四指所指洛伦兹力的方向可以根据左手定则来判断，四指所指的方向为正电荷的运动方向的方向为正电荷的运动方向(或为负电荷运动的反方向或为负电荷运动的反方向)，拇指所指的方向就是运，拇指所指的方向就是运动的正电荷动的正电荷(负电荷负电荷)在磁场中所受洛伦兹力的方向负电荷受力的方向与同方向在磁场中所受洛伦兹力的方向负电荷受力的方向与同方向运动的正电荷受力的方向相反运动的正电荷受力的方向相反2(1)洛伦兹力的方向与电荷运动方向和磁场方向都垂直，即洛伦兹力的方向总洛伦兹力的方向与电荷运动方向和磁场方向都垂直，即洛伦兹力的方向总是垂直于是垂直于v和和B所决定的平面所决定的平面(但但v和和B的方向不一定垂直的方向不一定垂直)(2) 由于洛伦兹力方向始终与电荷运动方向垂直，因此洛伦兹力对电荷不做功由于洛伦兹力方向始终与电荷运动方向垂直，因此洛伦兹力对电荷不做功(填填“做功做功”或或“不做功不做功”)，洛伦兹力只改变电荷速度的方向而不改变其速度的大小，洛伦兹力只改变电荷速度的方向而不改变其速度的大小学习目标学习目标知识储备知识储备学习探究学习探究典例精析典例精析自我检测自我检测课堂小结课堂小结二、洛伦兹力的大小二、洛伦兹力的大小学习目标学习目标知识储备知识储备学习探究学习探究典例精析典例精析自我检测自我检测课堂小结课堂小结学习目标学习目标知识储备知识储备学习探究学习探究典例精析典例精析自我检测自我检测课堂小结课堂小结要点提炼要点提炼1洛伦兹力与安培力的关系洛伦兹力与安培力的关系(1)安培力是导体中所有定向移动的自由电荷受到的洛伦兹力的宏观表现而安培力是导体中所有定向移动的自由电荷受到的洛伦兹力的宏观表现而洛伦兹力是安培力的微观本质洛伦兹力是安培力的微观本质(2)洛伦兹力对电荷不做功，但安培力却可以对导体做功洛伦兹力对电荷不做功，但安培力却可以对导体做功2洛伦兹力的大小：洛伦兹力的大小：FqvBsin ，为电荷运动的方向与磁感应强度方向的为电荷运动的方向与磁感应强度方向的夹角夹角(1)当电荷运动方向与磁场方向垂直时：当电荷运动方向与磁场方向垂直时：FqvB；(2)当电荷运动方向与磁场方向平行时：当电荷运动方向与磁场方向平行时：F0；(3)当电荷在磁场中静止时：当电荷在磁场中静止时：F0.电荷在磁场中是否受洛伦兹力及洛伦兹力的大小与电荷的运动情况有关电荷在磁场中是否受洛伦兹力及洛伦兹力的大小与电荷的运动情况有关.一、对洛伦兹力方向的判定一、对洛伦兹力方向的判定例例1 (单选单选)下列关于图中各带电粒子所下列关于图中各带电粒子所受洛伦兹力的方向或带电粒子的带电性受洛伦兹力的方向或带电粒子的带电性的判断的判断错误错误的是的是 ( )A洛伦兹力方向竖直向上洛伦兹力方向竖直向上B洛伦兹力方向垂直纸面向里洛伦兹力方向垂直纸面向里C粒子带负电粒子带负电D洛伦兹力方向垂直纸面向外洛伦兹力方向垂直纸面向外FFqFC学习目标学习目标知识储备知识储备学习探究学习探究典例精析典例精析自我检测自我检测课堂小结课堂小结二、对洛伦兹力公式的理解二、对洛伦兹力公式的理解例例2 如图所示，各图中的匀强磁场的磁感应强度均为如图所示，各图中的匀强磁场的磁感应强度均为B，带电粒子的速率均，带电粒子的速率均为为v，带电荷量均为，带电荷量均为q.试求出图中带电粒子所受洛伦兹力的大小，并指出洛试求出图中带电粒子所受洛伦兹力的大小，并指出洛伦兹力的方向伦兹力的方向F1F1=qvBF2FqvBcos 60qvB/2vBv，F3=0F4F4qvB学习目标学习目标知识储备知识储备学习探究学习探究典例精析典例精析自我检测自我检测课堂小结课堂小结三、带电物体在匀强磁场中的运三、带电物体在匀强磁场中的运动问题动问题例例3 一个质量为一个质量为m0.1 g的小滑块，带的小滑块，带有有q5104C的电荷量，放置在倾角的电荷量，放置在倾角30的光滑斜面上的光滑斜面上(绝缘绝缘)，斜面固，斜面固定且置于定且置于B0.5 T的匀强磁场中，磁场的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，如图所示方向垂直纸面向里，如图所示,小滑块小滑块由静止开始沿斜面滑下，斜面足够长，由静止开始沿斜面滑下，斜面足够长，小滑块滑至某一位置时，要离开斜面小滑块滑至某一位置时，要离开斜面(g取取10 m/s2)求：求：(1)小滑块带何种电荷？小滑块带何种电荷？(2)小滑块离开斜面时的瞬时速度多大？小滑块离开斜面时的瞬时速度多大？(3)该斜面长度至少多长？该斜面长度至少多长？F洛洛斜面向上斜面向上解析：解析：(1) 小滑块应带负电荷小滑块应带负电荷 mgF洛洛F(2)F洛洛=qvmB=mgsin 学习目标学习目标知识储备知识储备学习探究学习探究典例精析典例精析自我检测自我检测课堂小结课堂小结vm 学习目标学习目标知识储备知识储备学习探究学习探究典例精析典例精析自我检测自我检测课堂小结课堂小结C 洛伦兹力洛伦兹力洛伦兹力的方向：洛伦兹力的方向： 左手定则（注意正、负电荷）左手定则（注意正、负电荷）洛伦兹力的大小洛伦兹力的大小 f=0（vB） f=qvB（vB）应用：应用： 电视显像管电视显像管学习目标学习目标知识储备知识储备学习探究学习探究典例精析典例精析自我检测自我检测课堂小结课堂小结 f=qvBsin （v与与B夹角为夹角为 ）1(对洛伦兹力方向的判定对洛伦兹力方向的判定)(单选单选)如图如图所示所示,带负电的粒子在匀强磁场中运动带负电的粒子在匀强磁场中运动.关于带电粒子所受洛伦兹力的方向，下关于带电粒子所受洛伦兹力的方向，下列各图中判断正确的是列各图中判断正确的是 ()F垂直纸垂直纸面向里面向里垂直纸垂直纸面向外面向外A学习目标学习目标知识储备知识储备学习探究学习探究典例精析典例精析自我检测自我检测课堂小结课堂小结2(对洛伦兹力公式的理解对洛伦兹力公式的理解) (单选单选)一带一带电粒子在匀强磁场中沿着磁感线方向运电粒子在匀强磁场中沿着磁感线方向运动动,现将该磁场的磁感应强度增大一倍现将该磁场的磁感应强度增大一倍,则带电粒子受到的洛伦兹力则带电粒子受到的洛伦兹力 ()A增大两倍增大两倍 B增大一倍增大一倍C减小一半减小一半 D依然为零依然为零Bv，F=0 D学习目标学习目标知识储备知识储备学习探究学习探究典例精析典例精析自我检测自我检测课堂小结课堂小结学习目标学习目标知识储备知识储备学习探究学习探究典例精析典例精析自我检测自我检测课堂小结课堂小结B 4(带电物体在匀强磁场中的运动带电物体在匀强磁场中的运动)光滑绝缘杆与水平面保持光滑绝缘杆与水平面保持角，磁感应强度角，磁感应强度为为B的匀强磁场充满整个空间，一个带正电的匀强磁场充满整个空间，一个带正电q、质量为、质量为m、可以自由滑动的小、可以自由滑动的小环套在杆上，如图所示，小环下滑过程中对杆的压力为零时，小环的速度为环套在杆上，如图所示，小环下滑过程中对杆的压力为零时，小环的速度为_环不受环不受支持力支持力mgqvB学习目标学习目标知识储备知识储备学习探究学习探究典例精析典例精析自我检测自我检测课堂小结课堂小结 f f
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