1、武勝中學武勝中學 吳建兵吳建兵課前預習檢測課前預習檢測一、洛倫茲力一、洛倫茲力1定義：定義：_在磁場中所受的磁場力在磁場中所受的磁場力2與安培力的關系：通電導線在磁場中所受的安與安培力的關系：通電導線在磁場中所受的安培力是洛倫茲力的培力是洛倫茲力的_，而洛倫茲力是安培，而洛倫茲力是安培力的力的_ 3洛倫茲力的方向洛倫茲力的方向左手定則：伸開左手，使拇指與其余四個手指垂直，左手定則：伸開左手，使拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一平面內讓并且都與手掌在同一平面內讓_從掌心進入，從掌心進入，并使四指指向并使四指指向_，這時拇指所指的方，這時拇指所指的方向就是運動的正電荷在磁場中所受向就是運動

2、的正電荷在磁場中所受_的方的方向負電荷受力的方向與正電荷受力的方向向負電荷受力的方向與正電荷受力的方向_運動電荷運動電荷宏觀表現宏觀表現磁感線磁感線正電荷運動方向正電荷運動方向洛倫茲力洛倫茲力相反相反微觀解釋微觀解釋4洛倫茲力的大小洛倫茲力的大小(1)當當_時，時，F洛洛_.(2)當當_時，時，F洛洛0.二、帶電粒子在勻強磁場中的運動二、帶電粒子在勻強磁場中的運動1洛倫茲力不改變帶電粒子速度的洛倫茲力不改變帶電粒子速度的_，或，或者說，洛倫茲力對帶電粒子者說，洛倫茲力對帶電粒子_vBqvBvB大小大小不不做功做功2沿著與磁場垂直的方向射入磁場的帶電粒子，沿著與磁場垂直的方向射入磁場的帶電粒子，

3、在勻強磁場中做在勻強磁場中做_洛倫茲力方向總洛倫茲力方向總與速度方向垂直，正好起到了與速度方向垂直，正好起到了_的作用公的作用公式：式：_m .(1)半徑：半徑：r_.(2)周期：周期：T_.周期與運動速度、半徑無關周期與運動速度、半徑無關.勻速圓周運動勻速圓周運動向心力向心力qvB3洛倫茲力與電場力的比較洛倫茲力與電場力的比較洛倫茲力洛倫茲力電場力電場力作用作用對象對象僅在運動電荷的速度方向僅在運動電荷的速度方向與與B B不平行時，運動電荷不平行時，運動電荷才受到洛倫茲力才受到洛倫茲力帶電粒子只要處在帶電粒子只要處在電場中，一定受到電場中，一定受到電場力電場力大小大小方向方向F F洛洛q q

4、v vBsinBsin，方向與，方向與B B垂直，與垂直，與v v垂直，用左手垂直，用左手定則判斷定則判斷F FqEqE，F F的方向與的方向與E E同向或反向同向或反向特點特點洛倫茲力永不做功洛倫茲力永不做功電場力可做正功、電場力可做正功、負功或不做功負功或不做功相同點相同點反映了電場和磁場都具有力的性質反映了電場和磁場都具有力的性質 我們知道，磁場我們知道，磁場對通電導線有力的作對通電導線有力的作用用安培力安培力。 通電導體所受的安培力，則是運動電荷通電導體所受的安培力，則是運動電荷受磁場力作用的受磁場力作用的宏觀表現宏觀表現。新課知識學習新課知識學習實驗：探究洛倫茲力與電荷的運動速度實驗

5、：探究洛倫茲力與電荷的運動速度V V和磁場和磁場B B的關系的關系VNSF討論與交流討論與交流 判斷下圖中所示的帶電粒子剛進入判斷下圖中所示的帶電粒子剛進入磁場時所受的洛倫茲力的方向磁場時所受的洛倫茲力的方向？ 例例1 1、試判斷下列圖中各帶電粒子所、試判斷下列圖中各帶電粒子所受洛侖茲力的方向、或帶電粒子的電性、受洛侖茲力的方向、或帶電粒子的電性、或帶電粒子的運動方向。或帶電粒子的運動方向。V VF FF FV VV VF F粒子垂直于粒子垂直于紙面向里運紙面向里運動動所受洛侖茲力所受洛侖茲力垂直于紙面向垂直于紙面向外外即時應用即時應用 (即時突破，小試牛刀即時突破，小試牛刀)1帶電粒子垂直勻

6、強磁場方向運動時，會受到洛帶電粒子垂直勻強磁場方向運動時，會受到洛倫茲力的作用下列表述正確的是倫茲力的作用下列表述正確的是：A洛倫茲力對帶電粒子做功洛倫茲力對帶電粒子做功B洛倫茲力不改變帶電粒子的動能洛倫茲力不改變帶電粒子的動能C洛倫茲力的大小與速度無關洛倫茲力的大小與速度無關D洛倫茲力不改變帶電粒子的速度方向洛倫茲力不改變帶電粒子的速度方向解析：解析：選選B.帶電粒子在磁場中受到的洛倫茲力始終帶電粒子在磁場中受到的洛倫茲力始終與其運動方向垂直，故洛倫茲力不會對帶電粒子做與其運動方向垂直，故洛倫茲力不會對帶電粒子做功，即不改變帶電粒子的動能，或不改變帶電粒子功，即不改變帶電粒子的動能，或不改變

7、帶電粒子的速度大小，只改變其速度方向，的速度大小，只改變其速度方向，A、D錯，錯，B對據對據FqvB知，洛倫茲力大小與帶電粒子的速知，洛倫茲力大小與帶電粒子的速度大小有關，度大小有關，C錯錯2分析思路分析思路(1)圓心的確定圓心的確定帶電粒子垂直進入磁場后，一定做圓周運動，其帶電粒子垂直進入磁場后，一定做圓周運動，其速度方向一定沿圓周的切線方向，因此圓心的位速度方向一定沿圓周的切線方向，因此圓心的位置必是兩速度方向垂直的交點或某一速度方向的置必是兩速度方向垂直的交點或某一速度方向的垂線與圓周上兩點連線中垂線的交點，方向如圖垂線與圓周上兩點連線中垂線的交點，方向如圖342所示所示圖圖342(2)

8、運動半徑大小的確定運動半徑大小的確定一般先作入射點、出射點對應的半徑，并作出一般先作入射點、出射點對應的半徑，并作出相應的輔助三角形，然后利用三角函數求解出相應的輔助三角形，然后利用三角函數求解出半徑的大小半徑的大小(3)運動時間的確定運動時間的確定(4)圓心角的確定圓心角的確定帶電粒子射出磁場的速度方向與射入磁場的帶電粒子射出磁場的速度方向與射入磁場的速度方向間的夾角速度方向間的夾角叫偏向角偏向角等于圓心叫偏向角偏向角等于圓心角即角即，如圖，如圖343.某段圓弧所對應的圓心角是這段圓弧弦切角某段圓弧所對應的圓心角是這段圓弧弦切角的二倍，即的二倍，即2.圖圖343即時應用即時應用 (即時突破，

9、小試牛刀即時突破，小試牛刀)2兩個粒子，電荷量相同，在同一勻強磁場中受磁兩個粒子，電荷量相同，在同一勻強磁場中受磁場力而做勻速圓周運動場力而做勻速圓周運動：A若速率相等，則半徑必相等若速率相等，則半徑必相等B若動能相等，則周期必相等若動能相等，則周期必相等C若質量相等，則周期必相等若質量相等，則周期必相等D若質量與速度的乘積大小相等，則半徑必相等若質量與速度的乘積大小相等，則半徑必相等洛倫茲力方向的判斷洛倫茲力方向的判斷 如圖如圖344所示，在真空中，水平導所示，在真空中，水平導線中有恒定電流線中有恒定電流I通過，導線的正下方有一質通過，導線的正下方有一質子初速度方向與電流方向相同，則質子可能

10、的子初速度方向與電流方向相同，則質子可能的運動情況是運動情況是()A沿路徑沿路徑a運動運動B沿路徑沿路徑b運動運動C沿路徑沿路徑c運動運動 D沿路徑沿路徑d運動運動 圖圖344【思路點撥】【思路點撥】解答本題時應注意以下三點：解答本題時應注意以下三點：(1)明確電流周圍磁場的特點明確電流周圍磁場的特點(2)由左手定則判定質子所受洛倫茲力的方向由左手定則判定質子所受洛倫茲力的方向(3)確定質子的運動軌跡確定質子的運動軌跡【精講精析】【精講精析】由安培定則可知，電流在下方由安培定則可知，電流在下方產生的磁場方向指向紙外，由左手定則可知，產生的磁場方向指向紙外，由左手定則可知，質子剛進入磁場時所受洛

11、倫茲力方向向上則質子剛進入磁場時所受洛倫茲力方向向上則質子的軌跡必定向上彎曲，因此質子的軌跡必定向上彎曲，因此C、D必錯；必錯；由于洛倫茲力方向始終與電荷運動方向垂直，由于洛倫茲力方向始終與電荷運動方向垂直，故其運動軌跡必定是曲線，則故其運動軌跡必定是曲線，則B正確；正確；A錯誤錯誤【答案】【答案】B洛倫茲力大小的計算洛倫茲力大小的計算 有一質量為有一質量為m、電荷量為、電荷量為q的帶正電的的帶正電的小球停在絕緣平面上，并處在磁感應強度為小球停在絕緣平面上，并處在磁感應強度為B、方向垂直于紙面向里的勻強磁場中，如圖方向垂直于紙面向里的勻強磁場中，如圖345所示，為了使小球飄離平面，勻強磁場在紙

12、所示，為了使小球飄離平面，勻強磁場在紙面內移動的最小速度應為多少？方向如何？面內移動的最小速度應為多少？方向如何？ 圖圖345【規律總結】【規律總結】要注意正確理解帶電粒子受洛倫要注意正確理解帶電粒子受洛倫茲力的條件：茲力的條件：(1)帶電粒子必須是運動的，此運動是相對磁場而帶電粒子必須是運動的，此運動是相對磁場而言的，相對于地面不一定運動言的，相對于地面不一定運動(2)應用洛倫茲力分析問題時，一定不要忘記應用洛倫茲力分析問題時，一定不要忘記FqvB中有一個速度中有一個速度v，v的變化會影響到洛倫茲力的變化會影響到洛倫茲力F的大小和方向的變化的大小和方向的變化變式訓練變式訓練1一初速度為零的質

13、子一初速度為零的質子(質量質量m1.671027 kg，電荷量，電荷量q1.61019 C)，經，經過電壓為過電壓為1880 V的電場加速后，垂直進入磁感的電場加速后，垂直進入磁感應強度為應強度為5.0104 T的勻強磁場中，質子所受的勻強磁場中，質子所受的洛倫茲力為多大？的洛倫茲力為多大？答案：答案：4.81017 N半徑公式、周期公式的應用半徑公式、周期公式的應用 已知氫核與氦核的質量之比已知氫核與氦核的質量之比m1m214，電荷量之比電荷量之比q1q212，當氫核與氦核以，當氫核與氦核以v1v241的速度，垂直于磁場方向射入磁場后，分的速度，垂直于磁場方向射入磁場后，分別做勻速圓周運動，

14、則氫核與氦核半徑之比別做勻速圓周運動，則氫核與氦核半徑之比r1r2_，周期之比，周期之比T1T2_.【思路點撥】【思路點撥】粒子在勻強磁場中做勻速圓周運粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動，一般情況下，半徑公式不要直接使用，特別動，一般情況下，半徑公式不要直接使用，特別是做計算題時，應先列出洛倫茲力充當向心力的是做計算題時，應先列出洛倫茲力充當向心力的方程方程【答案】【答案】2 11 2【規律總結】【規律總結】(1)掌握粒子在勻強磁場中做圓周掌握粒子在勻強磁場中做圓周運動的軌道半徑和周期公式是解決此題的關鍵運動的軌道半徑和周期公式是解決此題的關鍵(2)比例法是解物理問題的有效方法之一使用的比例法是解物理問題的有效方法之一使用的程序一般是：根據研究對象的運動過程確定相應的程序一般是：根據研究對象的運動過程確定相應的物理規律，根據題意確定運動過程中的恒量，分析物理規律，根據題意確定運動過程中的恒量，分析剩余物理量之間的函數關系，建立比例式求解剩余物理量之間的函數關系，建立比例式求解變式訓練變式訓練2如圖如圖346所示，在所示，在x軸上方存在著垂軸上方存在著垂直于紙面