洛倫茲力課件

高中物理·選修3-1·教科版第三章磁場3.4磁場對運動電荷的作用——洛倫茲力1知道什么是洛倫茲力，會用左手定則判斷洛倫茲力的方向2掌握洛倫茲力公式的推導(dǎo)過程，會計算洛倫茲力的大小知道洛倫茲力做功的特點3掌握帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的規(guī)律和分析方法目標(biāo)定位運動電荷在磁場中受到的力4掌握洛倫茲力作用下的帶電體的運動特點和處理方法一、洛倫茲力的方向和大小1、（1）運動電荷（2）宏觀表現(xiàn)[想一想]：當(dāng)入射粒子為負(fù)電荷時，如何使用左手定則判斷洛倫茲力方向？答：當(dāng)入射粒子為負(fù)電荷時，我們使四指指向負(fù)電荷運動的反方向，此時拇指的指向就是負(fù)電荷的所受洛倫茲力的方向.二、帶電粒子在磁場中的運動1、垂直

不做功

大小

方向

預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)2、(1)qvB(2)0

3、(1)磁感線

正電荷運動的方向

洛倫茲力

相反

(2)B和v

2、勻速圓周運動

洛倫茲力

3、[想一想]同種帶電粒子以不同的速度垂直射入同一勻強磁場中它們的運動周期相同嗎？答案相同．周期表達(dá)式告訴我們，帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動的周期與速度無關(guān).一、洛倫茲力的方向1.判斷方法：左手定則,使用左手定則時注意四指指向正電荷的運動方向，四指指向負(fù)電荷運動的反方向．2.F⊥B，F(xiàn)⊥v，F(xiàn)垂直于B、v確定的平面，但B與v不一定垂直．3.洛倫茲力的方向隨電荷運動方向的變化而變化．但無論怎么變化，洛倫茲力都與運動方向垂直，故洛倫茲力永不做功，它只改變電荷的運動方向，不改變電荷速度大?。n堂講義運動電荷在磁場中受到的力【例1】如下圖所示的磁感應(yīng)強度B電荷的運動速度v和磁場對電荷的作用力F的相互關(guān)系圖中，畫得正確的是(其中B、F、v兩兩垂直)()[借題發(fā)揮]確定洛倫茲力的方向還需明確運動電荷的電性，特別注意負(fù)電荷的運動方向與左手四指的指向應(yīng)相反．FFF根據(jù)左手定則可得四幅圖的洛倫茲力方向FC課堂講義二、洛倫茲力的大小課堂講義2．洛侖茲力與電場力的比較：（1）洛侖茲力F=qvB：只有運動電荷，且運動電荷的運動方向與磁場方向不平行時才受到洛侖茲力；洛侖茲力的方向總與速度方向垂直，用左手定則判斷。（2）電場力F＝qE：只要是電荷在電場中就要受到電場力；電場力的方向與場強E同線（正電荷與E同向，負(fù)電荷與E反向）。課堂講義【例2】在圖3-5-2所示的各圖中，勻強磁場的磁感應(yīng)強度均為B，帶電粒子的速率均為v，帶電荷量均為q.試求出圖中帶電粒子所受洛倫茲力的大小，并指出洛倫茲力的方向．(1)因v⊥B，所以F＝qv

B，方向與v垂直向左上方F由于v與B平行，所以不受洛倫茲力．v∥v⊥F課堂講義三、帶電粒子在勻強磁場中的運動課堂講義課堂講義B課堂講義四、洛侖茲力作用下的帶電體的運動分析帶電體在磁場中的受力運動問題，與力學(xué)方法相似：首先要受力分析，然后根據(jù)運動狀態(tài)，選擇恰當(dāng)?shù)奈锢硪?guī)律．課堂講義小滑塊的初狀態(tài)離開斜面時FN=0，洛倫茲力應(yīng)垂直斜面向上，從而可以判斷所帶電荷的正負(fù)小物塊到達(dá)斜面底端時剛好離開斜面課堂講義【例4】一個質(zhì)量m＝0.1g的小滑塊，帶有q＝5×10－4C的電荷量，放置在傾角α＝30°的光滑斜面上(絕緣)，斜面固定且置于B＝0.5T的勻強磁場中，磁場方向垂直紙面向里，如圖所示，小滑塊由靜止開始沿斜面滑下，斜面足夠長，小滑塊滑至某一位置時，要離開斜面(g取10m/s2)．求：(1)小滑塊帶何種電荷？(2)小滑塊離開斜面時的瞬時速度多大？(3)該斜面長度至少多長？【例題4】一個質(zhì)量m＝0.1g的小滑塊，帶有q＝5×10－4C的電荷量，放置在傾角α＝30°的光滑斜面上(絕緣)，斜面固定且置于B＝0.5T的勻強磁場中，磁場方向垂直紙面向里，如圖所示，小滑塊由靜止開始沿斜面滑下，斜面足夠長，小滑塊滑至某一位置時，要離開斜面(g取10m/s2)．求：(1)小滑塊帶何種電荷？(2)小滑塊離開斜面時的瞬時速度多大？(3)該斜面長度至少多長？若要使小滑塊離開斜面，則洛倫茲力F應(yīng)垂直斜面向上，根據(jù)左手定則可知，小滑塊應(yīng)帶負(fù)電荷．課堂講義αmgFNF(1)小滑塊在沿斜面下滑的過程中，受力如圖所示【例題4】一個質(zhì)量m＝0.1g的小滑塊，帶有q＝5×10－4C的電荷量，放置在傾角α＝30°的光滑斜面上(絕緣)，斜面固定且置于B＝0.5T的勻強磁場中，磁場方向垂直紙面向里，如圖所示，小滑塊由靜止開始沿斜面滑下，斜面足夠長，小滑塊滑至某一位置時，要離開斜面(g取10m/s2)．求：(1)小滑塊帶何種電荷？(2)小滑塊離開斜面時的瞬時速度多大？(3)該斜面長度至少多長？(2)小滑塊沿斜面下滑的過程中，垂直于斜面方向得F＋FN＝mgcosα，當(dāng)支持力FN＝0時，小滑塊脫離斜面．設(shè)此時小滑塊速度為vmax，則洛倫茲力F＝Bqvmax，課堂講義【例題4】一個質(zhì)量m＝0.1g的小滑塊，帶有q＝5×10－4C的電荷量，放置在傾角α＝30°的光滑斜面上(絕緣)，斜面固定且置于B＝0.5T的勻強磁場中，磁場方向垂直紙面向里，如圖所示，小滑塊由靜止開始沿斜面滑下，斜面足夠長，小滑塊滑至某一位置時，要離開斜面(g取10m/s2)．求：(1)小滑塊帶何種電荷？(2)小滑塊離開斜面時的瞬時速度多大？(3)該斜面長度至少多長？(3)設(shè)該斜面長度至少為l，則小滑塊離開斜面的臨界情況為小滑塊剛滑到斜面底端時．因為下滑過程中只有重力做功，課堂講義對點練習(xí)洛倫茲力的方向AB2．如圖7所示，帶負(fù)電荷的擺球在一勻強磁場中擺動．勻強磁場的方向垂直紙面向里．?dāng)[球在A、B間擺動過程中，由A擺到最低點C時，擺線拉力大小為F1，擺球加速度大小為a1；由B擺到最低點C時，擺線拉力大小為F2，擺球加速度大小為a2，則(

)A．F1＞F2，a1＝a2

B．F1＜F2，a1＝a2C．F1＞F2，a1＞a2

D．F1＜F2，a1＜a2以小球為研究對象由A→C過程中在C點受力情況mgF1f洛F1＋f洛－mg＝ma1由B→C過程中在C點受力情況mgF2