2017-2018学年高中物理（粤教版,选修3-1）同步课件+教师用书:第3章 第5节 研究洛伦兹力 （2份打包）

学业分层测评 知识点一 知识点二 第五节　研究洛伦兹力 学 习 目 标 知 识 脉 络 1.会判断洛伦兹力的方向．(重点) 2．理解洛伦兹力和安培力的关系，能会推导洛伦兹力的计算公式并会计算洛伦兹力．(重点、难点) 3．知道速度选择器原理. 运动电荷 电子束 洛 伦 兹 力 的 方 向 eq \a\vs4\al([先填空]) 1．洛伦兹力 荷兰物理学家洛伦兹于1895年发现了磁场对__________的作用力公式，人们称这种力为洛伦兹力． 2．阴极射线 在阴极射线管中，从阴极发射出来的________称为阴极射线． 垂直 同一平面 手心 正电荷 3．洛伦兹力的方向判定——左手定则 伸开左手，使大拇指跟其余四个手指_____，且处于__________内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入_____，四指指向_______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． √ × × eq \a\vs4\al([再判断]) 1．通电导线在磁场中所受的安培力是洛伦兹力的宏观表现．( ) 2．洛伦兹力的方向与磁场方向平行．( ) 3．洛伦兹力将使粒子的速度变大．( ) eq \a\vs4\al([后思考]) 怎样判断负电荷在磁场中运动时受洛伦兹力的方向？ 【提示】　负电荷在磁场中受力的方向与正电荷受力的方向相反，利用左手定则判断时，应使四指指向负电荷运动的反方向． eq \a\vs4\al([合作探讨]) 探讨：洛伦兹力能否改变运动电荷的能量？ 【提示】　不能，因洛伦兹力的方向与电荷的运动方向垂直，所以洛伦兹力对运动电荷不做功． eq \a\vs4\al([核心点击]) 1．洛伦兹力的方向 洛伦兹力的方向总是与电荷运动方向和磁场方向垂直，即洛伦兹力的方向总是垂直于电荷运动方向和磁场方向所决定的平面，f、B、v三者的方向关系是：f⊥B，f⊥v，但B与v不一定垂直． 2．洛伦兹力的特点 (1)洛伦兹力的方向随电荷运动方向的变化而变化．但无论怎么变化，洛伦兹力的方向都与运动方向垂直． (2)洛伦兹力只改变速度的方向，不改变速度的大小，洛伦兹力对运动电荷不做功． 1．关于电荷在磁场中运动速度、磁场和电荷受到洛伦兹力三者之间的方向关系如图所示，其中正确的是(　　) 【导学号：62032042】 【解析】　根据左手定则，A中电荷所受洛伦兹力方向向下，A正确；B中电荷所受洛伦兹力方向向下，B错误；C中电荷运动方向与磁场方向平行，不受洛伦兹力，C错误；D中电荷所受洛伦兹力方向垂直纸面向外，D错误． 【答案】　A 2．关于电荷所受电场力和洛伦兹力的说法中，正确的是(　　) A．电荷在磁场中一定受洛伦兹力作用 B．电荷在电场中一定受电场力作用 C．电荷所受电场力一定与该处电场方向一致 D．电荷所受的洛伦兹力不一定与磁场方向垂直 【解析】　只有运动电荷在磁场中的运动方向与磁场不平行时，带电粒子才受到洛伦兹力作用，若电荷静止或者电荷的运动方向与磁场平行时，都不受洛伦兹力作用，A错误．电荷在电场中一定受到电场力作用，B正确．正电荷受到的电场力方向与该处电场方向一致，负电荷受到的电场力方向与该处电场方向相反，C错误．电荷所受的洛伦兹力方向一定与磁场方向垂直，也与速度方向垂直，但B与v不一定垂直，D错误． 【答案】　B 3．判断图3­5­1中各带电粒子所受洛伦兹力的方向． 图3­5­1 【解析】　(1)与v垂直斜向左上方． (2)与v垂直斜向右下方． (3)垂直纸面向里． (4)v与B平行，不受洛伦兹力的作用． 【答案】　见解析 1．应用左手定则时，当v与B不垂直时，洛伦兹力仍垂直于v、B决定的平面，但磁感线不一定要垂直穿过掌心，磁感线方向一定与大拇指垂直，不一定与四指垂直． 2．判断安培力与洛伦兹力时都用左手，高中阶段判断其他现象时用到的都是右手，例如判定感应电流的方向、判定磁场的方向等． BIL 洛 伦 兹 力 的 大 小 eq \a\vs4\al([先填空]) 1．公式推导 如图3­5­2，有一段长为L的通电导线，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， 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＝____. 图3­5­2 nqSv nSL qvB qvB 导体中的电流：I＝_____. 导体中的自由电荷总数：N＝____. 由以上各式可推得，每个电荷所受洛伦兹力的大小为f＝eq \f(F,N)＝_____. 2．洛伦兹力的计算公式：f＝_____. × × × eq \a\vs4\al([再判断]) 1．带电粒子在磁场中运动一定受洛伦兹力．( ) 2．公式f＝qvB，用于任何情况．( ) 3．洛伦兹力和安