歡迎進(jìn)入物理課堂 1 磁場對運(yùn)動電荷的作用力叫洛倫茲力 2 洛倫茲力的大小與運(yùn)動電荷的電荷量 運(yùn)動速度 磁感應(yīng)強(qiáng)度有關(guān) 公式為F Bqv 3 左手定則 伸開左手 拇指與其余四指垂直 且處于同一平面內(nèi) 讓磁感線垂直穿過手心 四指指向正電荷運(yùn)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 自學(xué)教材 1 當(dāng)一帶電通草球靜止于磁場中時 無論通草球帶電多少及帶何種電荷 磁場方向如何改變 通草球的作用 這說明磁場對靜止電荷磁場力 2 沒有加外磁場時 陰極射線管中的電子流沿運(yùn)動 不受磁場 直線 無 3 把陰極射線管放入蹄形磁鐵的磁場中時 電子流的軌跡會發(fā)生 若將磁場方向反轉(zhuǎn)時 電子流的彎曲方向 4 電子流在磁場中偏轉(zhuǎn) 說明磁場對運(yùn)動電荷有的作用 實驗表明 作用力的方向與電荷及磁場的有關(guān) 偏轉(zhuǎn) 也反轉(zhuǎn) 力 運(yùn)動方向 方向 重點詮釋 磁場對電荷有作用力的條件 1 電荷對磁場有相對運(yùn)動 磁場對與其相對靜止的電荷不會產(chǎn)生洛倫茲力作用 2 電荷的運(yùn)動速度方向與磁場方向不平行 1 一個長螺線管中通有大小和方向都不斷變化的電流 把一個帶電粒子沿管軸線射入管中 若不計重力 粒子將在管中 A 做圓周運(yùn)動B 沿軸線來回運(yùn)動C 做勻加速直線運(yùn)動D 做勻速直線運(yùn)動解析 由于粒子運(yùn)動方向與磁場方向平行 不受洛倫茲力 故粒子做勻速直線運(yùn)動 答案 D 自學(xué)教材 1 洛倫茲力 1 定義 磁場對的作用力 2 與安培力的關(guān)系 通電導(dǎo)線在磁場中受到安培力可以看成是大量運(yùn)動電荷受到洛倫茲力的宏觀表現(xiàn) 2 洛倫茲力的大小 1 公式 F 2 條件 電荷在垂直于磁場方向上運(yùn)動 運(yùn)動電荷 qvB nqvS 4 當(dāng)運(yùn)動電荷速度v的方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度B的夾角為 時 洛倫茲力的大小為F qBvsin 3 洛倫茲力的方向判定 左手定則伸開左手 拇指與其余四指 且處于同一平面內(nèi) 讓磁感線垂直穿過 四指指向運(yùn)動的方向 那么所指的方向就是正電荷所受洛倫茲力的方向 垂直 手心 正電荷 拇指 重點詮釋 1 安培力和洛倫茲力的關(guān)系 1 大小關(guān)系 F安 NF 式中N是導(dǎo)體中定向移動的電荷數(shù) 即導(dǎo)體所受安培力為導(dǎo)體內(nèi)所有定向移動的電荷所受洛倫茲力的宏觀表現(xiàn) 2 方向關(guān)系 F方向與F安方向一致 都用左手定則判斷 3 研究對象關(guān)系 一個帶電粒子或微粒在磁場中運(yùn)動受到的力是洛倫茲力 大量微觀粒子在磁場中定向移動 即電流 受到的力是安培力 2 洛倫茲力和電場力的比較洛倫茲力和電場力都是帶電粒子在不同的場中受到的力 反映了磁場和電場都有力的性質(zhì) 但這兩種力也有十分明顯的區(qū)別 2 有關(guān)洛倫茲力和安培力的描述 正確的是 A 通電直導(dǎo)線在勻強(qiáng)磁場中一定受到安培力的作用B 安培力是大量運(yùn)動電荷所受洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)C 帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動受到的洛倫茲力做正功D 通電直導(dǎo)線在磁場中受到的安培力方向與磁場方向平行 解析 導(dǎo)線與磁場平行時不受安培力 A錯 洛倫茲力始終與速度方向垂直 不做功 C錯 通電導(dǎo)線所受安培力的方向與磁場垂直 D錯 答案 B 例1 如圖6 2 1所示 勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)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 并說明洛倫茲力的方向 圖6 2 1 審題指導(dǎo) 解答本題時應(yīng)把握以下兩點 1 應(yīng)用F qvBsin 求F大小時 明確 的意義 2 應(yīng)用左手定則判定F方向時明確電荷的電性 答案 見解析 1 洛倫茲力方向與安培力方向一樣 都根據(jù)左手定則判斷 但應(yīng)注意以下三點 洛倫茲力必垂直于v B方向決定的平面 v與B不一定垂直 當(dāng)不垂直時 磁感線不再垂直穿過手心 如圖6 2 1乙所示情況 當(dāng)運(yùn)動電荷帶負(fù)電時 四指應(yīng)指向其運(yùn)動的反方向 2 利用F qvBsin 計算F的大小時 必須明確 的意義及大小 大量的帶電荷量均為 q的粒子 在勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動 下面說法中正確的是 A 只要速度大小相同 所受洛倫茲力就相同B 如果把 q改為 q 且速度反向 大小不變 則洛倫茲力的大小 方向均不變C 只要帶電粒子在磁場中運(yùn)動 它一定受到洛倫茲力作用 D 帶電粒子受到洛倫茲力越小 則該磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度越小解析 帶電粒子在磁場中運(yùn)動時受到的磁場力不僅與其速度的大小有關(guān) 還與其速度的方向有關(guān) 當(dāng)速度方向與磁場方向在一條直線上時 不受磁場力作用 所以A C D錯誤 根據(jù)左手定則 不難判斷B是正確的 答案 B 例2 如圖6 2 2所示 質(zhì)量為m的帶正電的小球能沿豎直的絕緣墻豎直下滑 磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場方向水平 并與小球運(yùn)動方向垂直 若小球電荷量為q 球與墻間的動摩擦因數(shù)為 則小球下滑的最大速度為 最大加速度為 圖6 2 2 思路點撥 對帶電小球受力分析 分方向研究各力的關(guān)系 水平方向上的力與豎直方向上的力因速度的變化會互相牽連 最后應(yīng)用牛頓定律 力與加速度的瞬時關(guān)系解決問題 解析 小球沿墻豎起下滑 由左手定則可知小球所受洛倫茲力方向向左 對小球進(jìn)行受力分析 小球受重力mg 洛倫茲力qvB 墻面給小球的支持力N和摩擦力f 如圖所示 在這些力的作用下 小球?qū)黾铀俣戎饾u減小的加速運(yùn)動 直到加速度a 0 小球就會保持勻速運(yùn)動狀態(tài)直到有其他外力來迫使它的狀態(tài)改變 解決該類問題的幾點注意 1 正確進(jìn)行受力分析 除彈力 重力 摩擦力外 要特別注意電場力和磁場力的分析 2 正確進(jìn)行物體的運(yùn)動狀態(tài)分析 找出物體的速度 位置及其變化 分清運(yùn)動過程 如果出現(xiàn)臨界狀態(tài) 要分析臨界條件 3 恰當(dāng)選用解決力學(xué)問題的方法 牛頓運(yùn)動定律及運(yùn)動學(xué)公式 只適用于勻變速運(yùn)動 用能量觀點分析 包括動能定理和機(jī)械能 或能量 守恒定律 應(yīng)注意 不論帶電體運(yùn)動狀態(tài)如何 洛倫茲力永不做功 上題中 若將該小球靜止在光滑的絕緣平面上 如圖6 2 3所示 為了使小球能飄離平面 該勻強(qiáng)磁場在紙面移動的最小速度應(yīng)為多少 方向如何 圖6 2 3 解析 設(shè)磁場移動的最小速度為v 則此時一定滿足帶電粒子所受洛倫茲力剛好克服重力 即大小與重力相等 方向向上 根據(jù)左手定則判斷帶電粒子應(yīng)該向右運(yùn)動 即勻強(qiáng)磁場向左運(yùn)動 并用qvB mg 解得v mg qB所以勻強(qiáng)磁場水平向左移動 速度大小為v mg qB 答案 mg qB向左 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全