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第六節(jié)洛倫茲力初探 目標導航 預習導引 目標導航 預習導引 二 一 一 磁場對運動電荷的作用1 運動電荷在磁場中所受到的力叫洛倫茲力 2 洛倫茲力的方向可由左手定則來判定 伸開左手 讓磁場垂直穿過手心大拇指與其他四指垂直 四指指向正電荷運動的方向 大拇指所指的方向即為正電荷所受洛倫茲力方向 預習交流猜想 磁場對電流有力的作用 電流是由電荷的定向移動形成的 那么這個力是否是作用在運動電荷上的呢 答案 實驗證實猜想是正確的 v v v 目標導航 二 一 預習導引 二 磁偏轉和顯像管洛倫茲力的主要應用有磁偏轉和顯像管兩個方面 v v 遷移應用 典題例解 知識精要 磁場對運動電荷的作用1 洛倫茲力的方向磁場對通電直導線有力的作用 這一作用就是安培力 安培力的方向由左手定則來判斷 現在人們已經了解到電流是由電荷的定向移動形成的 作用在通電導線上的安培力是作用在運動電荷上的洛倫茲力的宏觀表現 所以洛倫茲力的方向也是用左手定則來判定的 伸開左手 使大拇指跟其余四指垂直 且處于同一平面內 把手放入磁場中 讓磁感線垂直穿入手心 四指指向正電荷運動的方向 那么拇指所指的方向就是正電荷所受洛倫茲力的方向 運動的負電荷在磁場中所受的洛倫茲力 方向跟正電荷受的洛倫茲力相反 可以先將負電荷運動的反方向看做電流方向 再利用左手定則判定 遷移應用 典題例解 知識精要 注意 由于電荷有 正 負 之分 故四指應指向正電荷運動的方向或負電荷運動的反方向 相當于指向電流的方向 如圖 a 在圖 b 中 四指指向負電荷運動的反方向 手心向外 則拇指向下 故電子受向下的力 遷移應用 典題例解 知識精要 2 當運動電荷的速度v的方向與磁感應強度B的方向平行時 運動電荷不受洛倫茲力作用 仍以初速度做勻速直線運動 在磁場中靜止的電荷也不受洛倫茲力作用 3 洛倫茲力對運動電荷不做功 由于洛倫茲力F始終與電荷運動速度v的方向垂直 不論電荷做什么性質的運動 也不論電荷的運動軌跡是什么樣的 包括高中階段不能描述的運動軌跡 它只改變v的方向 并不改變v的大小 所以洛倫茲力對運動的電荷永遠不做功 知識精要 遷移應用 典題例解 例1 如果運動電荷除磁場力外不受其他任何力的作用 則帶電粒子在磁場中做下列運動可能成立的是 A 做勻速直線運動B 做勻變速直線運動C 做變加速直線運動D 做勻變速曲線運動 解析 當v與B方向平行時 F洛 0 故運動電荷不受洛倫茲力作用而做勻速直線運動 當v與B不平行時 F洛 0且F洛與v恒垂直 即F洛只改變v的方向 故運動電荷做變加速曲線運動 答案 A 知識精要 遷移應用 典題例解 知識精要 遷移應用 典題例解 1 關于運動電荷和磁場的說法中 正確的是 A 運動電荷在某點不受洛倫茲力作用 這點的磁感應強度必為零B 電荷的運動方向 磁感應強度方向和電荷所受洛倫茲力的方向一定互相垂直C 電子射線由于受到垂直于它的磁場作用而偏轉 這是因為洛倫茲力對電子做功的結果D 電荷與磁場沒有相對運動 電荷就一定不受磁場的作用力 知識精要 遷移應用 典題例解 解析 運動電荷處于磁感應強度為零處 所受洛倫茲力為零 但當運動電荷的速度方向和磁場方向一致時 同向或反向 也不受洛倫茲力的作用 運動電荷受到的洛倫茲力垂直于磁場方向和電荷運動方向所決定的平面 即洛倫茲力既垂直磁場方向 也垂直于電荷的運動方向 但磁場方向和電荷運動方向不一定垂直 因為洛倫茲力一定垂直于電荷的運動方向 所以洛倫茲力永遠不做功 運動電荷才受洛倫茲力的作用做圓周運動 這里的運動應是與磁場的相對運動 答案 D 知識精要 遷移應用 典題例解 2 多選 如圖所示 一陰極射線管 左側不斷有電子射出 在管的正下方放一通電直導線AB時 發(fā)現射線的徑跡向下彎曲 則 A 導線中的電流從A到BB 導線中的電流從B到AC 若要使電子束的徑跡向上彎曲 可以通過改變AB中的電流方向來實現D 電子束的徑跡與AB中的電流方向無關 知識精要 遷移應用 典題例解 解析 電子在通電直導線產生的磁場中運動 無論直導線中的電流方向如何 電子的運動速度都是和磁感應強度的方向相垂直的 根據左手定則 由于是負電荷 四指應指向左方 根據電子的偏轉方向可以確定磁感應強度的方向為垂直紙面向里 根據安培定則 導線中的電流方向為從B到A 如果導線中的電流方向相反 則其產生的磁場方向也相反 會影響到電子的偏轉方向 所以本題的正確選項是B C 答案 BC 案例探究 方法規(guī)律 怎樣正確理解電荷所受洛倫茲力和電場力關于電場力與洛倫茲力 以下說法正確的是 A 電荷只要處在電場中 就會受到電場力 而電荷靜止在磁場中 也可能受到洛倫茲力B 電場力對在電場中的電荷一定會做功 而洛倫茲力對在磁場中的電荷卻不會做功C 電場力與洛倫茲力一樣 受力方向都在電場線和磁感線上D 只有運動的電荷在磁場中才可能受到洛倫茲力的作用 解析 本題考查的內容是洛倫茲力和電場力的比較 靜止在磁場中的電荷不可能受到洛倫茲力 A錯 D對 盡管電場力對電荷可以做功 但如果電荷在電場中不動或沿等勢面移動 電場力做功為零 B錯 洛倫茲力的方向與磁感線垂直 與運動方向垂直 電場力方向沿電場線的切線方向 C錯 只有D是正確的 答案 D 案例探究 方法規(guī)律 洛倫茲力與電場力的比較 案例探究 方法規(guī)律