第1章 第3节 洛伦兹力-（课件）2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第二册【南方凤凰台·5A新学案】粤教版

第一章　磁场 第三节　洛伦兹力 第1页 第一章　磁场 5A新学案 物理 · 选择性必修第二册 YJ 核心 目标 1. 认识洛伦兹力，会用左手定则判断洛伦兹力的方向． 2. 掌握洛伦兹力公式的推导过程，会用公式求解洛伦兹力. 必备知识·记忆理解 要点笔记 要点1　认识洛伦兹力 定义：____________在磁场中受到的力称为洛伦兹力． 要点2　洛伦兹力的方向 1. 依照左手定则判定：伸开左手，使拇指与其余四个手指________，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心垂直进入，并使四指指向__________运动的方向，这时拇指所指的方向就是运动的__________在磁场中所受洛伦兹力的方向，负电荷受力的方向与正电荷受力的方向________.如图所示： 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． 运动电荷 垂直 正电荷 正电荷 相反 B和v 要点3　洛伦兹力的大小 1. 洛伦兹力公式的推导：设有一段长为l的通电导线(如图)，横截面积为S，单位体积内含有的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q，电荷定向移动的平均速度为v，垂直放入磁感应强度为B的匀强磁场中． 导体所受安培力F＝__________ 导体中的电流I＝__________ 导体中的自由电荷总数N＝__________ BIl nqvS nSl qvB 2. 洛伦兹力的大小 (1) 当v⊥B时：F＝________. (2) 当v∥B时：F＝______. (3) 当v与B成θ角时：F＝__________________. 3. 特别提醒： (1) 运动的电荷才有可能受到洛伦兹力，静止的电荷在磁场中不受洛伦兹力． (2) 运动电荷不受洛伦兹力作用的位置，磁感应强度不一定为零，可能是v∥B. qvB 0 qvBsin θ 基础内化 1. 带电粒子(重力不计)穿过饱和蒸汽时，在它走过的路径上饱和蒸汽便凝成小液滴，从而显示粒子的径迹，这是云室的原理，如图所示是云室的拍摄照片，云室中加了垂直于照片向外的匀强磁场，图中Oa、Ob、Oc、Od是从O点发出的四种粒子的径迹，下列说法中正确的是( ) A. 四种粒子都带正电荷 B. 四种粒子都带负电荷 C. 打到a、b点的粒子带正电荷 D. 打到c、d点的粒子带正电荷 解析：由左手定则知打到a、b点的粒子带负电荷，打到c、d点的粒子带正电荷，D正确． D 2. 下列各图中匀强磁场的磁感应强度均为B，带电粒子的速率均为v，所带电荷量均为q，试求出各图中带电粒子所受洛伦兹力的大小，并标出洛伦兹力的方向． 答案：甲：因为v与B垂直，所以F＝qvB，方向与v垂直，斜向左上方，如图甲所示． 丙：由于v与B平行，所以带电粒子不受洛伦兹力．(图略) 丁：因为v与B垂直，所以F＝qvB，方向与v垂直斜向左上方，如图丁所示． 关键能力·分析应用 分类悟法 考向1　洛伦兹力的方向 1. 决定洛伦兹力方向的三个因素：电荷的正负、速度的方向、磁感应强度的方向．当电性一定时，其他两个因素决定洛伦兹力的方向，如果只让一个反向，则洛伦兹力必定________；如果让两个同时反向，则洛伦兹力方向不变． 2. 洛伦兹力的特点：洛伦兹力的方向随电荷运动方向的变化而变化．但无论怎样变化，洛伦兹力都与电荷运动方向垂直，故洛伦兹力永不做功，它只改变电荷的运动________，不改变电荷的速度________. 3. 用左手定则判定负电荷在磁场中运动所受的洛伦兹力时，应注意将四指指向负电荷运动的反方向． 反向 方向 大小 4. 考查分析：洛伦兹力方向的判断是最基础的考查内容，注意点： (1) 准确识别速度方向、磁场方向所决定的平面，四指注意指向正电荷的运动方向或负电荷运动方向的反方向． (2) 利用左手定则判断洛伦兹力方向时，四指指向也可以理解为总是指向等效电流的方向． (3) 无论磁感应强度B的方向与电荷运动的速度方向是否垂直，洛伦兹力的方向一定垂直于B和v所决定的平面． (4) 洛伦兹力对电荷不做功，但安培力却可以对通电导线做功．可见安培力与洛伦兹力既有联系，也有区别. (多选)(2022·广东清远高二上期末)图中的带电粒子在磁场中运动时，所受洛伦兹力的方向垂直纸面向外的是( ) BD 解析：根据左手定则可知，选项A中带电粒子所受洛伦兹力的方向竖直向上，选项B中带电粒子所受洛伦兹力的方向垂直纸面向外，选项C中带电粒子所受洛伦兹力的方向水平向左，选项D中带电粒子所受洛伦兹力的方向垂直纸面向外，故B、D正确． 考向2　洛伦兹力的大小 1. 洛伦兹力的表达式 (1) 当电荷的运动方向与磁场方向垂直时，洛伦兹力最大