1.3 洛伦兹力（课件）-【优化探究】2021-2022学年新教材高中物理选择性必修第二册同步导学案（教科版）

3　洛伦兹力 教科物理·选择性必修第二册 返回导航 下页 上页 新课程标准 核心目标 1.会判断洛伦兹力的方向并计算洛伦兹力的大小。 2.能用洛伦兹力分析带电粒子在匀强磁场中的圆周运动。 1.知道洛伦兹力方向的判断方法以及大小的计算。运用所学知识，能够解释带电粒子在匀强磁场中的运动。(物理观念) 2.知道洛伦兹力公式的推导过程，通过理论分析掌握带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径和周期公式的应用。(科学思维) 3.探究带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动的半径、周期与哪些物理量有关。(科学探究) 教科物理·选择性必修第二册 返回导航 下页 上页 必备知识 自主学习 关键能力 合作探究 课堂检测 素养达标 课时作业 巩固演练 教科物理·选择性必修第二册 返回导航 下页 上页 [知识梳理] 一、洛伦兹力的方向 1．初识洛伦兹力 (1)定义： 在磁场中受到的磁场力。 (2)应用：①在传统的电视显像管中利用特殊线圈产生的 控制电子偏转、扫描出画面；②使 发生偏转保护地球。 运动电荷 磁场 宇宙射线 教科物理·选择性必修第二册 返回导航 下页 上页 2．洛伦兹力的方向 (1)左手定则：伸出左手，四指并拢，使大拇指和其余四指 ，并且都跟手掌在同一平面内，让磁感线垂直穿过手心，四指指向 的运动方向(即电流方向)，则大拇指所指的方向就是 所受洛伦兹力的方向。若在磁场中运动的为带负电的粒子，应用左手定则时，四指应指向该粒子运动方向的 。 (2)洛伦兹力方向的特点：F洛⊥B，F洛⊥v，即F洛垂直于 所决定的平面。 垂直 正电荷 正电荷 反方向 B和v 教科物理·选择性必修第二册 返回导航 下页 上页 二、洛伦兹力的大小 1．当v与B成θ角时：F洛＝ 。 2．当v⊥B时：F洛＝ 。 3．当v∥B时：F洛＝ 。 qvBsin θ qvB 0 教科物理·选择性必修第二册 返回导航 下页 上页 三、带电粒子在匀强磁场中的运动 1．运动轨迹 带电粒子(不计重力)以一定的速度v进入磁感应强度为B的匀强磁场时： (1)当v∥B时，带电粒子将做 运动。 (2)当v⊥B时，带电粒子将做 运动。 2．洛伦兹力的特点 (1)洛伦兹力的方向总与粒子的运动速度方向 。 (2)洛伦兹力对带电粒子不做功，它不改变带电粒子速度的 ，只改变粒子的运动方向。 匀速直线 匀速圆周 垂直 大小 教科物理·选择性必修第二册 返回导航 下页 上页 3．带电粒子在磁场中做圆周运动的半径和周期 (1)运动特点：沿着与磁场垂直的方向射入磁场的带电粒子，在匀强磁场中做 运动。 匀速圆周 qvB 教科物理·选择性必修第二册 返回导航 下页 上页 [自主评价] 1．判断正误 (1)运动的电荷在磁场中受到的力叫洛伦兹力，正电荷所受的洛伦兹力的方向与磁场方向相同，负电荷所受的洛伦兹力的方向与磁场方向相反。( ) (2)同一电荷，以相同大小的速度进入磁场，速度方向不同时，洛伦兹力的大小也可能相同。( ) (3)若电荷的速度方向与磁场平行，电荷不受洛伦兹力。 ( ) (4)判断电荷所受洛伦兹力的方向时，应同时考虑电荷的电性。 ( ) × √ √ √ 教科物理·选择性必修第二册 返回导航 下页 上页 (5)带电粒子做匀速圆周运动的半径与带电粒子进入磁场时速度的大小有关，而周期与速度、半径都无关。( ) (6)电子在匀强磁场中做匀速圆周运动，速率越大，周期越大。( ) (7)带电粒子进入匀强磁场中一定做匀速圆周运动。( ) (8)带电粒子以一定速度垂直射入匀强磁场，若只考虑洛伦兹力，则粒子的加速度不变。 ( ) √ × × × 教科物理·选择性必修第二册 返回导航 下页 上页 2．情景思考 如图所示，太阳发射出的带电粒子以300～1 000 km/s的速度扫过太阳系，形成了“太阳风”。这种巨大的辐射经过地球时，地球的磁场使这些带电粒子发生偏转，避免了地球上的生命受到带电粒子的辐射。当“太阳风”的带电粒子被地磁场拉向两极时，带电粒子的轨迹为什么呈螺旋形？ 教科物理·选择性必修第二册 返回导航 下页 上页 提示：“太阳风”是高速粒子流，垂直射向地球的磁场时，会受到洛伦兹力的作用而发生偏转，绕地