第3章 第4节 磁场对运动电荷的作用——洛伦兹力（课件）-2018年物理同步优化指导（教科版选修3-1）

第三章　磁　场 第四节　磁场对运动电荷的作用 ——洛伦兹力 探究·课堂互动 物理　选修3-1(配教科版) 预习·自主学习 反馈·课堂达标 1．通过实验探究，感受磁场对运动电荷有力的作用． 2．知道什么是洛伦兹力，会用左手定则判断洛伦兹力的方向． 3．掌握洛伦兹力公式的推导过程，会用公式求洛伦兹力． 4．掌握带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的规律和分析方法． 探究·课堂互动 物理　选修3-1(配教科版) 预习·自主学习 反馈·课堂达标 探究·课堂互动 物理　选修3-1(配教科版) 预习·自主学习 反馈·课堂达标 一、洛伦兹力 1．定义：____________在磁场中受到的磁场力，叫洛伦兹力． 2．与安培力的关系：静止的通电导线在磁场中受到的安培力，在数值上等于大量定向运动电荷受到的洛伦兹力的________． 运动电荷　 总和　 探究·课堂互动 物理　选修3-1(配教科版) 预习·自主学习 反馈·课堂达标 3．洛伦兹力的大小 (1)推理论证 设有一段静止导线的长为L，横截面积为S，单位体积内含有的自由电子数为n，每个电子的电荷量是e，则电子定向移动的速率为v，垂直于磁场方向放入磁感应强度为B的匀强磁场中． 探究·课堂互动 物理　选修3-1(配教科版) 预习·自主学习 反馈·课堂达标 neSv　 ILB　 neSvBL　 evB　 qvB　 通过导线的电流I＝__________． 导线所受安培力F＝__________＝______________． 这段导线所含有的自由电子总数为nLS． 所以F洛＝eq \f(F,nLS)＝_______． (2)表达式：F洛＝______． 探究·课堂互动 物理　选修3-1(配教科版) 预习·自主学习 反馈·课堂达标 4．方向 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________________，四指指向沿______________方向，则__________所指方向就是运动电荷所受洛伦兹力的方向． 垂直　 垂直穿过手心　 正电荷运动　 大拇指　 探究·课堂互动 物理　选修3-1(配教科版) 预习·自主学习 反馈·课堂达标 二、带电粒子在磁场中的运动 1．理论分析 所以，沿着与磁场垂直方向射入磁场的带电粒子，在匀强磁场中做____________运动． 垂直 向心 匀速圆周　 eq \x(洛伦兹力的方向总跟带电粒子运动的速度方向______) ↓ eq \x(洛伦兹力不改变带电粒子速度的大小) ↓ eq \x(洛伦兹力的大小也不改变) ↓ eq \x(正好起到________力的作用) 探究·课堂互动 物理　选修3-1(配教科版) 预习·自主学习 反馈·课堂达标 质量　 速度大小　 粒子所带电荷量　 速度　 轨道半径　 2．半径和周期 (1)由qvB＝eq \f(mv2,R)得带电粒子运动的轨道半径为R＝______． (2)由T＝eq \f(2πr,v)和R＝eq \f(mv,qB)得带电粒子运动的周期为T＝____． 由以上两式可知，带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时，轨道半径跟带电粒子的________和____________成正比，跟__________________和匀强磁场的磁感应强度成反比；而其周期与________和____________无关． eq \f(mv,qB) eq \f(2πm,qB) 探究·课堂互动 物理　选修3-1(配教科版) 预习·自主学习 反馈·课堂达标 3．进入磁场的带电粒子都做匀速圆周运动吗？ 提示：不是．当带电粒子满足以下三个条件时，在磁场中做匀速圆周运动． (1)带电粒子的速度方向与磁场方向垂直． (2)磁场为匀强磁场． (3)带电粒子在磁场中只受洛伦兹力作用，或虽受其他力，但其他力的合力为零． 探究·课堂互动 物理　选修3-1(配教科版) 预习·自主学习 反馈·课堂达标 4．一带电量为－q，质量为m，速度为v的带电粒子(不计重力)垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，如图所示．请思考下列问题： 探究·课堂互动 物理　选修3-1(配教科版) 预习·自主学习 反馈·课堂达标 (1)带电粒子的v和磁感应强度B的方向是什么关系？ 提示：v⊥B． (2)带电粒子所受的洛伦兹力F的方向与v的方向和磁感应强度B的方向是什么关系？在哪个平面内？ 提示：F⊥v，F⊥B，力F在v和B决定的平面内． (3)带电粒子所受的洛伦兹力F对粒子运动的v有何影响？带电粒子在哪个平面内运动？ 提示：F只改变v的方向不改变大小，粒子在F和v决定的平面内运动． 探究·课堂互动 物理　选修3-1(配教科版) 预习·自主学习 反馈·课堂达标 (4)带电粒子所受的洛伦兹力F大小是否变化？