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1、 第三章第三章 第第5 5节节磁场对运动电荷的作用力磁场对运动电荷的作用力安培力安培力温故而知新表示表示 B和和I之间的夹角之间的夹角BILsinF=F=磁场对通电导线的作用力，称为磁场对通电导线的作用力，称为安培力，安培力，当当=90=900 0时，安培力最大；当时，安培力最大；当=0=0或者或者1801800 0时，安培力等于零。时，安培力等于零。磁场对电流有力的作用磁场对电流有力的作用电荷的定向运动形成电流电荷的定向运动形成电流？磁场对运动电荷有力的作用吗磁场对运动电荷有力的作用吗*猜想猜想猜想猜想实验证明实验证明实验证明实验证明*试说明：在乙试说明：在乙图中电子束为图中电子束为什么会向
2、下偏什么会向下偏转？转？*实验发现实验发现*一、洛伦兹力一、洛伦兹力1.1.概念：磁场对运动电荷的作用力叫洛伦兹概念：磁场对运动电荷的作用力叫洛伦兹力。力。V V 0 0F洛洛2.2.洛伦兹力与安培力的关系洛伦兹力与安培力的关系 （1 1）安培力是磁场对运动电荷作用力的）安培力是磁场对运动电荷作用力的宏观表现。宏观表现。（2 2）洛伦兹力是安培力的微观本质。）洛伦兹力是安培力的微观本质。科学家介绍：科学家介绍：洛伦兹洛伦兹 荷兰荷兰物理学家，首先提出运动电荷产生磁场及物理学家，首先提出运动电荷产生磁场及 磁场对运动电荷有作用力的观点。磁场对运动电荷有作用力的观点。那么，怎样研究洛仑兹力？那么，
3、怎样研究洛仑兹力？左手定则：左手定则：3 3、洛伦兹力的方向、洛伦兹力的方向伸开左手伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一个平面内并且都与手掌在同一个平面内,让磁感让磁感线从掌心穿入线从掌心穿入,使使四指指向正电荷的运四指指向正电荷的运动方向动方向,大拇指所指的方向就是运动的大拇指所指的方向就是运动的正电荷所受洛伦兹力的方向正电荷所受洛伦兹力的方向.若运动的是负电荷，那么四指方向若运动的是负电荷，那么四指方向该如何呢？该如何呢？指向负电荷运动的反方向！指向负电荷运动的反方向！*探究结论探究结论*课本实验课本实验:判断阴极射线为何下偏判断阴极射线为何下偏?
4、巩固练习巩固练习1 1w图图16164949是表示磁场磁感是表示磁场磁感强度强度B B，负电荷运动方向，负电荷运动方向v v和磁场对电荷作用力和磁场对电荷作用力f f的相的相互关系图，这四个图中画互关系图，这四个图中画得正确的是得正确的是(B(B、v v、f f两两两两垂直垂直)解答：正确的应选解答：正确的应选A、B、C公式推导：公式推导：4 4、洛伦兹力的大小、洛伦兹力的大小F=qvBF=qvB通电导体的长度：通电导体的长度：L L 每个电荷的带电量：每个电荷的带电量：q q横截面积：横截面积：S S 单位体积的电荷数：单位体积的电荷数：n n 定向移动的速率：定向移动的速率：v v*理论推
5、导理论推导*说明（1）F=qvB只适用于vB的情况若v与B间的夹角为，则F=qvBsin v0Bv0sinv0cos（2 2）公式中各量的单位分别是）公式中各量的单位分别是N N、C C、m/sm/s、T T公式中，当公式中，当=90=900 0时，时，F=qvB,F=qvB,当当=0=00 0或或1801800 0时，时，F=0F=0 v0Fv0F基础达标基础达标、判断下面几个图中电荷的受力方向、判断下面几个图中电荷的受力方向v0Bv0BB思考思考1:F、B、V三个量的方向之间满足什么特点？三个量的方向之间满足什么特点？（1）（2）（5）（6）思考思考2:若不计重力，上图中各电荷将作何种运动
6、？电荷若不计重力，上图中各电荷将作何种运动？电荷的动能发生变化了吗？的动能发生变化了吗？v0B（3 3）v0FB（3）(4(4)-向外向外为零为零向外向外 V V0 0V V0 0V V0 0V V0 05.5.洛伦兹力的洛伦兹力的特点特点：(1)(1)洛伦兹力的方向洛伦兹力的方向垂直于垂直于v v和和B B二者所决定的平面。（二者所决定的平面。（F F必必定垂直于定垂直于B B、v v，但但v v不一定垂直于不一定垂直于B B ）(2)(2)洛伦兹力洛伦兹力总总是跟运动的电荷的速度方向垂直，是跟运动的电荷的速度方向垂直，所以洛伦兹力只能改变运动电荷的速度所以洛伦兹力只能改变运动电荷的速度 ，
7、规律：规律：规律：规律：洛伦兹力对带电粒子始终洛伦兹力对带电粒子始终洛伦兹力对带电粒子始终洛伦兹力对带电粒子始终不做功不做功不做功不做功！大小大小而不改变速度的而不改变速度的 方向方向即洛伦兹力不改变运动电荷的动能即洛伦兹力不改变运动电荷的动能三、电视显象管的工作原理三、电视显象管的工作原理书：书：P102从太阳或其他星体上，从太阳或其他星体上，时刻都有大量的高能粒时刻都有大量的高能粒 子流放出，称为宇宙射子流放出，称为宇宙射 线。这些高能粒子流，线。这些高能粒子流，如果都到达地球，将对如果都到达地球，将对 地球上的生物带来危害。庆幸的是，地球周围地球上的生物带来危害。庆幸的是，地球周围存在地
8、磁场，改变了宇宙射线中带电粒子的运存在地磁场，改变了宇宙射线中带电粒子的运动方向，对宇宙射线起了一定的阻挡作用。动方向，对宇宙射线起了一定的阻挡作用。宇宙中的洛宇宙中的洛伦兹力伦兹力思考：若一束质子流垂直赤道平面射向地球，将偏向思考：若一束质子流垂直赤道平面射向地球，将偏向哪一方向？哪一方向？（向东）（向东）*现象解释现象解释现象解释现象解释*一、洛伦兹力方向的判断一、洛伦兹力方向的判断左左手定则手定则小结小结：二、洛仑兹力二、洛仑兹力f f大小的计算大小的计算为磁场为磁场B与速度与速度v的夹角的夹角基础巩固基础巩固1 1下列说法正确的是下列说法正确的是 A A运动电荷在磁感应强度不为零的地方
9、，运动电荷在磁感应强度不为零的地方，一定受到洛伦兹力作用一定受到洛伦兹力作用B B运动电荷在某处不受洛伦兹力作用，则运动电荷在某处不受洛伦兹力作用，则该处的磁感应强度一定为零该处的磁感应强度一定为零C C洛伦兹力不能改变带电粒子的动能洛伦兹力不能改变带电粒子的动能D D洛伦兹力对带电粒子不做功洛伦兹力对带电粒子不做功CDCD基础巩固基础巩固2w如图所示的正交电场和磁场中，有一如图所示的正交电场和磁场中，有一粒子沿垂直于电场和磁场的方向飞入粒子沿垂直于电场和磁场的方向飞入其中，并沿直线运动其中，并沿直线运动(不考虑重力作不考虑重力作用用)，则此粒子（，则此粒子（）A A一定带正电一定带正电B B
10、一定带负电一定带负电C C一定不带电一定不带电D D可能带正电或负电，也可能不带电可能带正电或负电，也可能不带电D D 如果运动电荷除磁场力外不受其他任何如果运动电荷除磁场力外不受其他任何力的作用，则带电粒子在磁场中作下列力的作用，则带电粒子在磁场中作下列运动可能成立的是运动可能成立的是 A A作匀速直线运动作匀速直线运动B B、作匀变速直线运动、作匀变速直线运动C C作变加速曲线运动作变加速曲线运动D D作匀变速曲线运动作匀变速曲线运动ACAC基础巩固基础巩固3w如图所示，质量为如图所示，质量为m m、带电量为、带电量为q q的小球，在倾角为的小球，在倾角为的光滑斜面上由静止开始下滑，匀强磁
11、场的磁感应强的光滑斜面上由静止开始下滑，匀强磁场的磁感应强度为度为B B，方向垂直纸面向内，若带电小球下滑到某一位，方向垂直纸面向内，若带电小球下滑到某一位置时离开斜面（设斜面足够长），置时离开斜面（设斜面足够长），w求：（求：（1)1)小球带何种电荷？（小球带何种电荷？（2 2）小球离开斜面时的速）小球离开斜面时的速度为多少？度为多少？（3 3）小球在斜面上滑行的最大位移）小球在斜面上滑行的最大位移mgqvBmgcos 例例1.（1 1）小球带负电）小球带负电思考思考思考思考:小球离开斜面之前作何种运动小球离开斜面之前作何种运动小球离开斜面之前作何种运动小球离开斜面之前作何种运动?加速度为多
12、少？加速度为多少？加速度为多少？加速度为多少？第（第（第（第（3 3 3 3）问还有什么解法？）问还有什么解法？）问还有什么解法？）问还有什么解法？能力提升能力提升1.1.w如图所示，用绝缘细线悬挂的单摆，如图所示，用绝缘细线悬挂的单摆，摆球带正电，悬挂于点，摆长为摆球带正电，悬挂于点，摆长为L,L,当它摆过竖直线当它摆过竖直线OCOC时便进入或离时便进入或离开一个匀强磁场，磁场方向垂直于开一个匀强磁场，磁场方向垂直于单摆摆动的平面，单摆摆动的平面，A A、B B点分别是最点分别是最大位移处，下列有关说法正确的是大位移处，下列有关说法正确的是（）w点和点和B B点处在同一水平面点处在同一水平面
13、wB.B.在在A A点和点和B B点处线上的拉力大小相点处线上的拉力大小相等等wC.C.单摆的振动周期仍与没有磁场时单摆的振动周期仍与没有磁场时一样一样wD.D.单摆向右或向左摆过单摆向右或向左摆过D D点时，线点时，线上的拉力是相等的上的拉力是相等的ABC如图，在重力场、匀强电场为如图，在重力场、匀强电场为如图，在重力场、匀强电场为如图，在重力场、匀强电场为E E E E 、匀强磁场为、匀强磁场为、匀强磁场为、匀强磁场为B B B B的复的复的复的复合场中，一质量为合场中，一质量为合场中，一质量为合场中，一质量为m m m m、电量为、电量为、电量为、电量为+q+q+q+q的小环套在足够长的
14、小环套在足够长的小环套在足够长的小环套在足够长的绝缘竖直轴上，已知小环与轴之间的动摩擦因素的绝缘竖直轴上，已知小环与轴之间的动摩擦因素的绝缘竖直轴上，已知小环与轴之间的动摩擦因素的绝缘竖直轴上，已知小环与轴之间的动摩擦因素为为为为，求，求，求，求（1 1 1 1）小环下落最初的加速度）小环下落最初的加速度）小环下落最初的加速度）小环下落最初的加速度a a a ao o o o（2)2)2)2)当小环当小环当小环当小环的速度的速度的速度的速度V V V V为多大时，加速度为多大时，加速度为多大时，加速度为多大时，加速度a a a a最大，最大加速度为多最大，最大加速度为多最大，最大加速度为多最大，最大加速度为多少？（少？（少？（少？（3 3 3 3）小环的加速度）小环的加速度）小环的加速度）小环的加速度a a a a为多大时，速度为多大时，速度为多大时，速度为多大时，速度V V V V最大，最最大，最最大，最最大，最大速度为多少？大速度为多少？大速度为多少？大速度为多少？能力提升能力提升2 2.E EB B解析：对小环受力分析解析：对小环受力分析(最初）最初）EqEqmgmgf fN N(中间）中间）EqEqmgmgf fN NF F洛洛洛洛(最终）最终）EqEqmgmgf fN NF F洛洛洛洛思考：思考：若电场方向换成向右又如何？若电场方向换成向右又如何？