高中物理第三章磁场第五节研究洛伦兹力学案粤教版选修.docx

第五节研究洛伦兹力学习目标重点难点1认识洛伦兹力，会判断洛伦兹力的方向，会计算洛伦兹力的大小2能记住洛伦兹力对运动电荷不做功3了解速度选择器重点：洛伦兹力方向的确定和大小的计算难点：用左手定则判断洛伦兹力的方向一、洛伦兹力运动电荷所受磁场的作用力叫_，通电导线所受的安培力实质上是作用在运动电荷上的洛伦兹力的_表现二、洛伦兹力的方向_判定1判定负电荷运动所受洛伦兹力的方向，应使四指指向负电荷运动的_方向2洛伦兹力的方向总是既垂直于电荷_又垂直于_，即总是垂直于_所决定的平面但在这个平面内电荷运动方向和磁场方向却不一定垂直，当电荷运动方向与磁场方向不垂直时，应用左手定则不可能使四指指向电荷运动方向的同时让磁感线垂直穿入手心，这时只要磁感线从手心穿入即可预习交流1洛伦兹力的方向与带电粒子运动的方向存在什么关系？它对带电粒子做功吗？三、洛伦兹力的大小当电荷在垂直于磁场方向上运动时，洛伦兹力f_预习交流2电荷在某一区域不受洛伦兹力，能否说明该区域的磁感应强度为零？在预习中还有哪些问题需要你在听课时加以关注？请在下列表格中做个备忘吧！我的学困点我的学疑点答案：一、洛伦兹力宏观二、用左手定则1相反2运动方向磁场方向速度和磁场预习交流1：答案：二者方向始终垂直洛伦兹力对带电粒子不做功三、qvB预习交流2：答案：不能因为静止的电荷在磁场中不受洛伦兹力，电荷的运动方向与磁场方向平行时也不受洛伦兹力一、洛伦兹力的方向在利用左手定则判断带电粒子在磁场中所受到的洛伦兹力的方向时，四指所指的方向是否一定为电荷运动的方向？如图所示，一束电子自下而上进入一垂直于纸面的匀强磁场后发生偏转，则磁场方向垂直纸面向_1洛伦兹力的方向由左手定则判断，必须注意运动电荷是正电荷，v的方向就是电荷运动方向，如果是负电荷，v的方向跟电荷运动方向相反2洛伦兹力的方向与电荷运动方向垂直，因此洛伦兹力不对电荷做功它只改变速度的方向，不改变速度的大小3在实际问题中，由于原子核、离子和电子等微观粒子的重力远小于洛伦兹力，所以往往忽略它们的重力二、洛伦兹力的大小如何推导洛伦兹力的表达式fqvB呢？如图所示，甲是一个带正电的小物块，乙是一个不带电的绝缘体，甲、乙叠放在一起静置于粗糙的水平地板上，地板上方空间有垂直纸面向里的匀强磁场，现用水平恒力拉乙物块，使甲、乙无相对滑动地一起水平向左加速运动，在加速运动阶段（）A乙物块与地之间的摩擦力不断增大B甲、乙两物块间的摩擦力不断增大C甲、乙两物块间的摩擦力大小不变D甲、乙两物块间的摩擦力不断减小1洛伦兹力是磁场对运动电荷的作用力，洛伦兹力的大小不仅跟运动电荷的速度大小有关，还跟速度的方向有关，当v和B平行时，洛伦兹力f0；当v和B垂直时，洛伦兹力最大为fBqv；当v和B的夹角为时，把速度v分解为沿与B平行的分量v和与B垂直的分量v，fBqvBqvsin2洛伦兹力实际上是磁场对通电导体作用的微观表现，即F安nf（n为通电导体中自由电荷的总数）3洛伦兹力和电场力的比较洛伦兹力电场力力的概念磁场对在其中的“运动 ”电荷的作用力电场对放入其中的电荷的作用力产生条件磁场中静止电荷、沿磁场方向运动的电荷将不受洛伦兹力电荷受力与运动有关电场中的电荷无论静止还是沿任何方向运动都要受到电场力电荷受力与运动无关方向与B、v方向垂直与E方向平行大小当vB时，fqvB当vB时，f0当v与B夹角为时，fqvBsinFqE做功情况一定不做功可能做正功，可能做负功，也可能不做功方向fB，fv，遵循左手定则F总与E同向或反向，与v方向无关1如果某运动电荷在某处受到洛伦兹力，则（）A该处的磁感应强度一定不为零B该处的磁感应强度一定与该电荷的运动方向垂直C如果该电荷的速率为v，受到的洛伦兹力为F，那么该处的磁感应强度B一定为（q为电荷的带电荷量）D该处的磁感应强度可能为零2带电荷量为q的粒子，在匀强磁场中运动，下面说法正确的是（）A只要速度大小相同，所受的洛伦兹力就相同B如果把q改为q，且速度反向大小不变，则所受的洛伦兹力大小、方向均不变C只要带电粒子在磁场中运动，就一定受洛伦兹力作用D带电粒子受洛伦兹力小，则该磁场的磁感应强度小3如图，在阴极射线管正下方平行放置一根通有足够强直流电流的长直导线，且导线中电流方向水平向右，则阴极射线将会（）A向上偏转B向下偏转C向纸内偏转 D向纸外偏转4用细线和带电小球做成的单摆，把它放置在某匀强磁场中，如图所示在带电小球摆动的过程中，连续两次经过最低点时，相同的物理量是（不计空气阻力）（）A小球受到的洛伦兹力B摆线的张力C小球的速度D小球的动能5如图所示，一个带电荷量q的小带电体处于蹄形磁铁两极之间的匀强磁场里，磁场的方向垂直纸面向里，磁感应强度为B且若小带电体的质量为m，为了使它对水平绝缘面正好无压力，应该（）A使磁感应强度B的数值增大B使磁场以速率v向上运动C使磁场以速率v向右运动D使磁场以速率v向左运动提示：用最精炼的语言把你当堂掌握的核心知识的精华部分和基本技能的要领部分写下来并进行识记知识精华技能要领答案：活动与探究1：答案：根据左手定则，四指所指的方向为正电荷运动的方向或负电荷运动的反方向迁移与应用1：答案：里解析：因电子带负电荷，故由电子的偏转方向和左手定则可知，磁场方向垂直纸面向里活动与探究2：答案：设导体内单位长度上自由电荷数为n，自由电荷的电荷量为q，定向移动的速度为v，设长度为L的导线中的自由电荷在t秒内全部通过截面A，如图所示，设通过的电荷量为Q，有QnqLnqvtIF安BIL故F安BLBLBqvnL，洛伦兹力FF安/nL故FqvB迁移与应用2：AD解析：整体受力分析，竖直方向受向下的重力、洛伦兹力、向上的支持力，且三力平衡，水平方向受向左的拉力F和向右的地面摩擦力随着速度的增加，洛伦兹力逐渐增加，乙物块与地面间的弹力增加，与地面的摩擦力不断增大，甲、乙运动的加速度逐渐减小，物块甲所受的静摩擦力逐渐减小所以A、D正确当堂检测1A解析：运动电荷受洛伦兹力作用，说明该处的磁感应强度一定不为零，但磁感应强度的方向不一定跟该电荷的运动方向垂直，即不一定有B只有A项正确2B解析：带电粒子在磁场中所受的洛伦兹力，不但与速度大小有关，还与速度的方向有关当vB时，不管v、B、q多大，洛伦兹力总为零将q改为q，且速度等值反向，这时形成的电流方向仍跟原来相同，由左手定则和FqvB可知，洛伦兹力不变，选项B正确3A解析：本题首先需要判断通电直导线周围磁场情况，再由左手定则判断电子受力方向题目设置巧妙，灵活考查了左手定则对电子所受力方向的判断在阴极射线管所在位置处，直导线产生的磁场方向垂直纸面向外，由左手定则可以判断阴极射线中的电子受力方向向上，故选A4D解析：连续两次经过最低点时，小球运动的方向相反，所