屆高考物理核心要點(diǎn)突破系列課件：第章第四節(jié)《磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用》人教選修

第四節(jié)磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用

核心要點(diǎn)突破課堂互動(dòng)講練知能優(yōu)化訓(xùn)練第四節(jié)課前自主學(xué)案目標(biāo)概覽目標(biāo)概覽學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.知道什么是洛倫茲力，知道電荷運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，電荷受到的洛倫茲力等于零；電荷運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，電荷受到的洛倫茲力最大，F(xiàn)＝qvB.2．會(huì)用左手定則熟練地判定洛倫茲力的方向．重點(diǎn)難點(diǎn)：1.洛倫茲力的大小和方向．2．用左手定則判斷洛倫茲力的方向．課前自主學(xué)案一、洛倫茲力1．演示實(shí)驗(yàn)：電子射線管發(fā)出的電子束，圖15－4－1甲中的徑跡是__________．把電子射線管放在蹄形磁鐵的磁場(chǎng)中，圖乙中電子束的徑跡向____發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，若調(diào)換磁鐵南北極的位置，則電子束的徑跡會(huì)向____偏轉(zhuǎn)．圖15－4－1一條直線下上2．磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用，人們稱這種力為_________．二、洛倫茲力的方向和大小1．洛倫茲力的方向，也可以用左手定則判定：伸開左手，使大拇指與其余四個(gè)手指垂直，并且都與手掌在同一個(gè)平面內(nèi)，讓磁感線垂直從____進(jìn)入，并使四指指向__________運(yùn)動(dòng)的方向，這時(shí)_____所指的方向就是運(yùn)動(dòng)的正電荷在磁場(chǎng)中所受洛倫茲力的方向．負(fù)電荷受力的方向與正電荷受力的方向_____．洛倫茲力掌心正電荷拇指相反2．洛倫茲力的大小若帶電粒子運(yùn)動(dòng)方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直，則F＝______.若粒子速度方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向的夾角為θ，則F＝_____________.3．洛倫茲力的方向始終與帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向垂直，故洛倫茲力不改變帶電粒子運(yùn)動(dòng)速度的____，只改變粒子運(yùn)動(dòng)的方向．洛倫茲力對(duì)帶電粒子不做功．qvBqvBsinθ大小核心要點(diǎn)突破一、如何判斷洛倫茲力的方向1．由左手定則判定．決定洛倫茲力方向的因素有三個(gè)：電荷的電性(正、負(fù))、速度方向、磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向．當(dāng)電荷一定即電性一定時(shí)，其他兩個(gè)因素中，如果只讓一個(gè)因素相反，則洛倫茲力方向必定相反；如果同時(shí)讓兩個(gè)因素相反，則洛倫茲力方向?qū)⒉蛔儯?．在研究電荷的運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向垂直的情況時(shí)，由左手定則可知，洛倫茲力的方向既與磁場(chǎng)方向垂直，又與電荷的運(yùn)動(dòng)方向垂直，即洛倫茲力垂直于v和B兩者所決定的平面．特別提醒：(1)判斷負(fù)電荷在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)受洛倫茲力的方向，四個(gè)手指要伸向負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的相反方向．(2)電荷運(yùn)動(dòng)的方向v和B不一定垂直，但洛倫茲力一定垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度B和速度的方向v.二、對(duì)洛倫茲力的理解1．公式推導(dǎo)設(shè)導(dǎo)體內(nèi)單位長(zhǎng)度上自由電荷數(shù)為n，自由電荷的電荷量為q，定向移動(dòng)的速度為v，設(shè)長(zhǎng)度為L(zhǎng)的導(dǎo)線中的自由電荷在t秒內(nèi)全部通過(guò)截面A，如圖15－4－2所示，圖15－4－22．洛倫茲力和安培力的區(qū)別與聯(lián)系(1)洛倫茲力是單個(gè)運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的力，而安培力是導(dǎo)體中所有定向移動(dòng)的自由電荷受到的洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)．(2)盡管安培力是自由電荷定向移動(dòng)時(shí)受到的洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，但也不能認(rèn)為安培力就簡(jiǎn)單地等于所有定向移動(dòng)電荷所受洛倫茲力的和，一般只有當(dāng)導(dǎo)體靜止時(shí)才能這樣認(rèn)為．(3)洛倫茲力恒不做功，但安培力卻可以做功．可見安培力與洛倫茲力既有緊密相關(guān)、不可分割的必然聯(lián)系，也有顯著的區(qū)別．3．洛倫茲力與電場(chǎng)力的比較洛倫茲力電場(chǎng)力公式F＝qvB(v⊥B)F＝qE受力條件(1)B≠0(2)v≠0，即運(yùn)動(dòng)電荷(3)v與B不平行E≠0方向與B、v方向垂直與E方向平行影響大小的因素q、v、B及v與B的夾角q、E做功情況總不做功可以做功特別提醒：(1)安培力是導(dǎo)體中自由電荷定向移動(dòng)所受洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)．(2)v⊥B時(shí)，洛倫茲力F＝qvB，在v∥B時(shí)，F(xiàn)＝0，在v＝0時(shí)，F(xiàn)＝0.(3)洛倫茲力最重要的一個(gè)特點(diǎn)就是恒不做功．三、帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng)1．復(fù)合場(chǎng)一般包括重力場(chǎng)、電場(chǎng)和磁場(chǎng)三種場(chǎng)的任意兩種場(chǎng)復(fù)合或三種場(chǎng)復(fù)合．2．帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的分析方法和思路(1)正確進(jìn)行受力分析，除重力、彈力、摩擦力外要特別注意電場(chǎng)力和洛淪茲力的分析．(2)確定帶電粒子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，注意運(yùn)動(dòng)情況和受力情況的結(jié)合．(3)靈活選擇不同的運(yùn)動(dòng)規(guī)律．①當(dāng)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，粒子受力必然平衡，由平衡條件列方程求解．②對(duì)于臨界問(wèn)題，解決時(shí)要認(rèn)真分析物體所經(jīng)歷的物理過(guò)程，找出臨界狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的臨界條件，抓住題目中敘述的一些“恰好”、“剛好”、“最大”、“最高”、“至少”等關(guān)鍵詞為突破口，挖掘隱含條件，探究臨界位置或狀態(tài)．特別嚷提醒腔：(1逃)電子際、質(zhì)卷子、α粒子壞等一將般不恐計(jì)重痕力，輸帶電塘小球呢、塵菜埃、浮液滴席等帶息電顆滋粒一綁般要間考慮燃重力戴的作睡用．(2糠)注意巧重力林、電聚場(chǎng)力猶做功丑與路絡(luò)徑無(wú)聽關(guān)，露洛倫罪茲力策始終顧和運(yùn)勿動(dòng)方狡向垂融直，傳永不瘡做功諸的特澤點(diǎn)．課堂互動(dòng)講練長(zhǎng)方投體金艘屬塊薯放在窮勻強(qiáng)米磁場(chǎng)相中，護(hù)有電叔流通衫過(guò)金穗屬塊黃，如悟圖15－4－3所示魯，則遙下面戲正確烘的是()A．金趨屬塊零上表慰面電銳勢(shì)高辜于下鏡表面誤電勢(shì)B．金誓屬塊智上表畫面電膚勢(shì)低皂于下塑表面胸電勢(shì)C．金祝屬塊歐上表賴面電趟勢(shì)等某于下夠表面佳電勢(shì)D．無(wú)定法比貍較上戶、下省表面柴的電注勢(shì)高扁低洛倫茲力方向的判定例1圖15－4－3【解析】金屬胸導(dǎo)電癥是由功于金朱屬中匆自由妥電子飲定向殲移動(dòng)朝引起曉的，點(diǎn)當(dāng)金盈屬塊麗中有擁電流鑄時(shí)，牲自由次電子勝運(yùn)動(dòng)歌方向漆和電跪流方憂向相雹反，鐵由左倍手定告則可頸判斷值自由唇電子桑所受欲洛倫戀茲力汁方向停向下煮，即劑自由鈴電子機(jī)向下餅偏轉(zhuǎn)熔，所蘆以上被表面鞏電勢(shì)輕較下漸表面尿高．【答案】A【點(diǎn)評(píng)】判斷何洛倫希茲力姨的方脹向時(shí)槐，首鈴先應(yīng)通明確籠磁場(chǎng)洋方向辣和帶鄭電粒勾子的拆電性泳及其讀運(yùn)動(dòng)腦方向費(fèi)，然陣后根落據(jù)左逐手定安則判五定．變式板訓(xùn)練1圖15－4－4陰極憑射線麥管中謠粒子奧流向升由左焦向右奇，其摧上方元放置色一根肅通有碑如圖15－4－4所示犯電流洗的直擋導(dǎo)線擾，導(dǎo)虜線與低陰極京射線迎管平嬸行，局則陰慘極射奇線將()A．向柔上偏醒轉(zhuǎn)B．向繭下偏和轉(zhuǎn)C．向次紙里寸偏轉(zhuǎn)D．向香紙外殘偏轉(zhuǎn)解析壘：選B.由安絕培定寄則，項(xiàng)電流次在其蛛下方吹所產(chǎn)汁生的摸磁場(chǎng)帝方向呀垂直灶紙面如向里侮，由閱左手碗定則厘，電滔子流余所受盡洛倫謀茲力銅向下書，故艙向下嶺偏轉(zhuǎn)鳴，則拉選B.不計(jì)虜重力新的負(fù)脈粒子捧能夠卵在如喊圖15－4－5所示榆的正緩交勻艇強(qiáng)電犬場(chǎng)和蘿勻強(qiáng)識(shí)磁場(chǎng)得中勻發(fā)速直仰線穿豆過(guò)．呈設(shè)產(chǎn)況生勻求強(qiáng)電攏場(chǎng)的躍兩極蘆板間鬧電壓間為U，距儀離為d，勻宗強(qiáng)磁貢場(chǎng)的吹磁感鉛應(yīng)強(qiáng)掘度為B，粒迷子電證荷量腫為q，進(jìn)浸入速抱度為v，以距下說(shuō)逃法正突確的爪是()速度選擇器例2圖15－4－5A．若竿同時(shí)宗增大U和B，其扔他條俘件不志變，懼則粒惡子一辟定能譜夠直穿線穿氏過(guò)B．若錢同時(shí)所減小d和增皇大v，其碗他條眨件不嶼變，自則粒呈子可量能直票線穿鳳過(guò)C．若虧粒子余向下萄偏能當(dāng)夠飛律出極顛板間間，則短粒子樓動(dòng)能魔一定徹減小D．若兼粒子厘向下飯偏能陸夠飛擁出極革板間乒，則夕粒子循的動(dòng)沉能有覆可能狂不變【答案】BC【點(diǎn)評(píng)】帶電棕粒子史在電錘磁場(chǎng)跡中的驢運(yùn)動(dòng)正，一猜定要坑綜合憤分析調(diào)所受惰的電漲場(chǎng)力謹(jǐn)和洛背倫茲罵力的風(fēng)情況仗，才冒能作石出正貌確的敘解答是．變式怨訓(xùn)練2一個(gè)誼質(zhì)子獲以速高度v穿過(guò)炭相互豪垂直也的電敗場(chǎng)和摧磁場(chǎng)刻區(qū)域耗而沒大有偏搶轉(zhuǎn)，緩如圖15－4－6所示吼．圖15－4－6A．若滅電子漿以速忙度v射入株該區(qū)臟域，抹電子述將會(huì)扎偏轉(zhuǎn)B．無(wú)裂論何淋種帶性電粒體子，盯只要駁以相紅同的寒速率v射入起該區(qū)獲域都獨(dú)不會(huì)合發(fā)生風(fēng)偏轉(zhuǎn)C．若溉質(zhì)子宇的入擇射速緒度v′>v，它授將向茂上偏蒙轉(zhuǎn)，倉(cāng)其軌慨跡是擁一條陶拋物奔線D．若蕩質(zhì)子知的入肺射速蓄度v′<v，它掏將向鑒下偏獄轉(zhuǎn)，蘋其軌加跡是踢一條躲拋物供線如圖15－4－7所示艙，豎傍直絕妹緣桿咳處于涂方向勇彼此牛垂直危，大男小為E、B的勻毒強(qiáng)電窄、磁兔場(chǎng)中象，一裝個(gè)質(zhì)賴量為m、帶濕電量恐為＋q的小芹球，鬧從靜格止開昨始沿菜桿下弦滑，拉且與企桿的桿動(dòng)摩們擦因在數(shù)為μ，試擔(dān)求：(1甩)小球濃速度墻為多捷大時(shí)退，加矮速度憐最大搬？是熟多少刑？(2薦)小球蓮下滑售的最說(shuō)大速超度是忍多少拒？帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng)例3圖15－4－7圖15－4－8【點(diǎn)評(píng)】洛倫襖茲力饅不但古與磁冬場(chǎng)與玻電荷共有關(guān)構(gòu)，還亭與電挽荷的塑運(yùn)動(dòng)箏狀態(tài)誦有關(guān)摔，在次解決簡(jiǎn)此類容問(wèn)題腳時(shí)要拋用動(dòng)偉態(tài)的落眼光醫(yī)，從武受力底分析鑄入手怕，查敢找臨憂界狀狠態(tài)，們從而歌得出譽(yù)正確爭(zhēng)結(jié)果并．變式付訓(xùn)練3圖15－4－9如圖15－4－9所示漠，一吧個(gè)帶泡負(fù)電測(cè)的滑奴環(huán)套坊在水添平且睛足夠陷長(zhǎng)的涌粗糙勢(shì)的絕臉緣桿浴上，催整個(gè)墳裝置敏處于剃方向戶如圖鋤所示飄的勻侵強(qiáng)磁緞場(chǎng)B中．例現(xiàn)給丹滑環(huán)逐施以從一個(gè)昌水平束向右珍的瞬既時(shí)沖疑量，奮使其漁由靜役止開勤始運(yùn)糟動(dòng)，濃則滑撥環(huán)在自桿上職的運(yùn)完動(dòng)情特況可役能是()A．始區(qū)終做涂勻速買運(yùn)動(dòng)B．開看始做葛減速鹽運(yùn)動(dòng)乳，最佛后靜視止于白桿上C．先滑做加艱速運(yùn)廊動(dòng)，在最后糕做勻扣速運(yùn)混動(dòng)D．先缸做減深速運(yùn)鴉動(dòng)，介最后乞做勻交速運(yùn)插動(dòng)解析綠：選AB松D.帶負(fù)暢電滑蓋環(huán)向處右運(yùn)停動(dòng)時(shí)渡所受啄洛倫壘茲力的方向燥向上愈，其森大小綢與滑杯環(huán)初耳速度棕大小雀有關(guān)燒．由造于滑示環(huán)初嫁速度允的大避小未閣具體哄給定校，因目而洛苦倫茲目力與深滑環(huán)晚重力坑可出隱現(xiàn)三昨種不踐同的千關(guān)系抖：(1營(yíng))當(dāng)洛態(tài)倫茲漿力等大于重化力，恒則滑喘環(huán)做車勻速魯運(yùn)動(dòng)撞．(2推)當(dāng)洛軍倫茲咳力開給始時(shí)顫小于封重力串，滑航環(huán)將葬做減濟(jì)速運(yùn)龍動(dòng)，聯(lián)最后濾停在刮桿上代．(3俱)當(dāng)洛般倫茲丹力開辣始時(shí)腎