高中物理 第三章 第5节研究洛伦兹力课件 新人教版选修3-1.ppt

观看美丽的极光视频 如此美丽的极光一般出现在在哪些地方 什么时候会出现 是怎样形成的 第五节研究洛伦兹力 选修3 1第三章磁场 学习目标 1 认识洛伦兹力 会判断洛伦兹力的方向 2 会计算洛伦兹力的大小 3 理解洛伦兹力对运动不作功 1 试画下图中所示的带电粒子所受的洛伦兹力的方向 2 长为L 横截面积为s的直导线通有电流I 处在磁感应强度为B的匀强磁场中 电流与磁场的方向垂直 设导线单位体积内的自由电荷数为n 每个电荷的电荷量为q 求导线中自由电荷的总数和总电量 求导线受到的安培力大小 根据F Nf 求出导线中每个自由电荷受到的洛伦兹力f 自主学习 小组讨论 反馈精讲 当堂训练 一 洛伦兹力的方向 符合左手定则 伸开左手 使大拇指跟其余四指垂直 且处于同一平面内 把手放入磁场中 磁感线垂直穿过手心 四指指向正电荷运动的方向 那么 拇指所指的方向就是正电荷所受洛伦兹力的方向 若是负电荷运动的方向 那么四指应指向其反方向 导线中的自由电荷以速度为V做定向运动形成电流 求自由电荷从导线一端运动到另一端的时间 通过导线的电流 L 一根长为L 横截面积为s的直导线通有电流I 处在磁感应强度为B的匀强磁场中 电流与磁场的方向垂直 设导线单位体积内的自由电荷数为n 每个电荷的电荷量为q 求导线中自由电荷的总数N和总电量Q 导线中的自由电荷以速度为V做定向运动形成电流 自由电荷从导线一端运动到另一端的时间 通过导线的电流 求导线受到的安培力大小 根据F Nf 求出导线中每个自由电荷受到的洛伦兹力f 自主学习 小组讨论 反馈精讲 当堂训练 L N SLn Q qN qsLn 自主学习 小组讨论 反馈精讲 当堂训练 f B v方向关系示意图 f B v方向关系示意图 粒子带正电 二 洛仑兹力 2 洛伦兹力的大小 当v B时 f qvB 当v B V 0 时 当v与B之间有一定夹角 时 f qvBsin vsin 1 定义 运动电荷在磁场中受到的作用力 称为洛伦兹力 3 洛仑兹力f的方向总是与v垂直 也与B垂直 即f总是垂直与B和v所决定的平面 f 0 电荷不受洛仑兹力作用 自主学习 小组讨论 反馈精讲 当堂训练 f B v方向关系示意图 f B v方向关系示意图 粒子带正电 三 洛仑兹力的特点 1 洛仑兹力f的方向总是与v垂直 也与B垂直 即f总是垂直与B和v所决定的平面 2 因为f的方向始终与速度方向垂直 洛伦兹力对运动不做功 3 若带电粒子仅受洛伦兹力 粒子做匀速圆周运动 这就是速度选择器的原理 通过改变E或B的数值来选择具有某一速度的粒子 自主学习 小组讨论 反馈精讲 当堂训练 f B v方向关系示意图 f B v方向关系示意图 例 如图 带负电的粒子从离子源中发射出来 在电场强度为E 12N c的匀强电场和磁感应强度为B 1T的匀强磁场中运动 速度多大的粒子可以沿直线ss 从右边孔射出 F qE f qvB 解 受力分析如图 有F f即qvB qE 得 自主学习 小组讨论 反馈精讲 当堂训练 1 双选 以下关于洛仑兹力的各种说法中正确的是 A 电荷在磁场中一定受到洛仑兹力B 运动的电荷在磁场中一定受到洛仑兹力C 洛仑兹力对电荷永远不做功D 洛仑兹力的方向总是垂直于磁场方向和电荷速度方向所构成的平面 CD 2 如图3 5 12所示 一束电子流沿管的轴线进入螺线管 忽略重力 电子在管内的运动情况应该是 A 当从a端通入电流时 电子做匀加速直线运动B 当从b端通入电流时 电子做匀加速直线运动C 不管从哪端通入电流 电子都做匀速直线运动D 不管从哪端通入电流 电子都做曲线运动 C 自主学习 小组讨论 反馈精讲 当堂训练 3 如图3 5 15所示 匀强电场竖直向上 匀强磁场水平向外 有一正离子 不计重力 恰能沿直线从左向右水平飞越此区域 这种装置称为速度选择器 则 A 若电子从右向左水平飞入 电子也沿直线运动B 若电子从右向左水平飞入 电子将向上偏转C 若电子从右向左水平飞入 电子将向下偏转D 若电子从右向左水平飞入 电子将向外偏转 C 4 如图所示 某空间存在正交的匀强电磁场 匀强电场的方向水平向右 匀强磁场方向垂直纸面向内 其中E 10N C B 1T 现有一个带电量q 2 10 6C质量m 2 10 6kg的小球以某速度进入这个电磁场 发现其恰能做匀速直线运动 请求出小球的速度大小和方向 f B v方向关系示意图 当B与v不垂直时 总结 不管B与v是否垂直 始终有f B f v 即f垂直于B和v所决定的平面 当B与v垂直时 粒子带正电 自主学习 小组讨论 反馈精讲 当堂训练 f B v方向关系示意图 f B v方向关系示意图 粒子带正电 小结 1 概念 磁场对运动电荷的作用力 称做洛仑力 2 方向 由 左手定则 判断 3 大小 当v B时f qvB当v B时f 0 4 特点 f vWf 0 当v与B之间有一定夹角 时 f qvBsin 作业布置 12 如图3 5 22所示 空间有水平向右的匀强电场和垂直于纸面向外的匀强磁场 质量为m 带电量为 q的绝缘滑块水平向右做匀速直线运动 滑块和水平面间的动摩擦因数为 滑块与墙碰撞后速度为原来的一半 滑块返回时 撤掉电场 恰好也做匀速直线运动 求原来电场强度的大小