（精品教育）5.5探究洛侖茲力

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1、磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．理解洛倫茲力和安培力的關(guān)系，能夠由已知的安培力的大小和方向推知洛倫茲力的大小和方向?！　?．理解洛倫茲力大小的決定因素，弄清洛倫茲力與電場(chǎng)力的區(qū)別，能夠熟練地運(yùn)用洛倫茲力的計(jì)算公式。　　3．理解洛倫茲力方向與磁場(chǎng)方向、電流方向的關(guān)系，能夠熟練地運(yùn)用左手定則判斷洛倫茲力的方向。　　4．掌握并能熟練地運(yùn)用洛倫茲力的特點(diǎn)：與速度方向垂直，永遠(yuǎn)不做功，不改變運(yùn)動(dòng)電荷的動(dòng)能?！疽c(diǎn)梳理】要點(diǎn)一、洛倫茲力的大小和方向　　要點(diǎn)詮釋：1．洛倫茲力　　運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中所受的力叫做洛倫茲力。2．洛倫茲力與安培力的關(guān)系　　（1）安培

2、力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，洛倫茲力是安培力的微觀解釋。電流是帶電粒子定向運(yùn)動(dòng)形成的，通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到磁場(chǎng)力（安培力）的作用，揭示了帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)要受磁場(chǎng)力作用的本質(zhì)．　　（2）大小關(guān)系：，式中的N是導(dǎo)體中的定向運(yùn)動(dòng)的電荷數(shù)。3．洛倫茲力的方向——左手定則　　伸開左手，使拇指與其余四個(gè)手指垂直，并且都與手掌在同一個(gè)平面內(nèi)，讓磁感線從掌心進(jìn)入，并使四指指向正電荷運(yùn)動(dòng)的方向，這時(shí)拇指所指的方向就是運(yùn)動(dòng)的正電荷在磁場(chǎng)中所受洛倫茲力的方向。負(fù)電荷受力的方向與正電荷受力的方向相反。4．洛倫茲力的大小　　洛倫茲力的大小用公式來計(jì)算，其中為電荷速度方向與

3、磁感應(yīng)強(qiáng)度方向的夾角?！　。?）當(dāng)運(yùn)動(dòng)電荷運(yùn)動(dòng)方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直時(shí)：F=qvB；　?。?）當(dāng)運(yùn)動(dòng)電荷運(yùn)動(dòng)方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向平行時(shí)：F=0；　?。?）當(dāng)電荷在磁場(chǎng)中靜止時(shí)：F=0。要點(diǎn)二、對(duì)洛倫茲力的理解　　要點(diǎn)詮釋：1．如何正確理解洛倫茲力的方向　　（1）洛倫茲力的方向可由左手定則判定，決定洛倫茲力方向的因素有三個(gè)：　　電荷的電性（正、負(fù)）、速度方向、磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向。當(dāng)電荷一定即電性一定時(shí)，其他兩個(gè)因素中，如果只讓一個(gè)因素的方向相反，則洛倫茲力方向必定相反；如果同時(shí)讓兩個(gè)因素的方向相反，則洛倫茲力方向?qū)⒉蛔儭！　。?）在電荷的運(yùn)動(dòng)方向與磁

4、場(chǎng)方向垂直時(shí)，由左手定則可知，洛倫茲力的方向既與磁場(chǎng)方向垂直，又與電荷的運(yùn)動(dòng)方向垂直，即洛倫茲力垂直于v和B兩者決定的平面?！　。?）電荷運(yùn)動(dòng)的方向v和B不一定垂直，但洛倫茲力一定垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度B和速度v的方向。2．應(yīng)用洛倫茲力公式應(yīng)注意的問題　?。?）公式F=qvB僅適用于v⊥B的情況，式中的v是電荷相對(duì)于磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)速度。　?。?）當(dāng)電荷的運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向相同或相反，即v與B平行時(shí)，由實(shí)驗(yàn)可知，F(xiàn)=0。所以只有當(dāng)v與B不平行時(shí)，運(yùn)動(dòng)電荷才受洛倫茲力。當(dāng)電荷運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向夾角為時(shí)，電荷所受洛倫茲力的計(jì)算公式為：。　?。?）當(dāng)v=0時(shí)，F(xiàn)=0

5、。即磁場(chǎng)對(duì)靜止的電荷無(wú)作用力，磁場(chǎng)只對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有作用力。這與電場(chǎng)對(duì)其中的靜止電荷或運(yùn)動(dòng)電荷總有電場(chǎng)力作用是不同的。3．洛倫茲力與安培力、電場(chǎng)力有何區(qū)別和聯(lián)系　?。?）洛倫茲力與安培力的關(guān)系　　①洛倫茲力是單個(gè)運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的力，而安培力是導(dǎo)體中所有定向移動(dòng)的自由電荷受到的洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)；　　②盡管安培力是自由電荷定向移動(dòng)時(shí)受到的洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，但也不能認(rèn)為安培力就簡(jiǎn)單地等于所有定向移動(dòng)電荷所受洛倫茲力的和，一般只有當(dāng)導(dǎo)體靜止時(shí)才能這樣認(rèn)為；　?、勐鍌惼澚悴蛔龉?，但安培力卻可以做功?！　】梢姲才嗔εc洛倫茲力既有緊密相關(guān)、不可分割的聯(lián)系

6、，也有顯著的區(qū)別?！　。?）洛倫茲力與電場(chǎng)力的比較　　這兩種力是帶電粒子在兩種不同的場(chǎng)中受到的力，反映了磁場(chǎng)和電場(chǎng)都有力的性質(zhì)，但這兩種力的區(qū)別也是十分明顯的?！÷鍌惼澚﹄妶?chǎng)力作用對(duì)象僅在運(yùn)動(dòng)電荷的速度方向與B不平行時(shí)，運(yùn)動(dòng)電荷才受到洛倫茲力帶電粒子只要處在電場(chǎng)中，一定受到電場(chǎng)力大小、方向，方向與B垂直，與v垂直，用左手定則判斷F=qE，F(xiàn)的方向與E同向或反向特點(diǎn)洛倫茲力永不做功電場(chǎng)力可做正（或負(fù)）功要點(diǎn)三、電視機(jī)顯像管的工作原理　　要點(diǎn)詮釋：1．構(gòu)造　　電視機(jī)顯像管由電子槍、偏轉(zhuǎn)線圈和熒光屏三部分組成，如圖所示?！　　　　　　　　　　　　　　?．

7、原理　　陰極發(fā)射電子，經(jīng)過偏轉(zhuǎn)線圈（偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)和電子運(yùn)動(dòng)方向垂直）電子受洛倫茲力發(fā)生偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)后的電子打在熒光屏上，使熒光屏發(fā)光。3．掃描　　在電視機(jī)顯像管的偏轉(zhuǎn)區(qū)有兩對(duì)線圈，叫做偏轉(zhuǎn)線圈，偏轉(zhuǎn)線圈中通入大小、方向按一定規(guī)律變化的電流，分別在豎直方向和水平方向產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，其方向、強(qiáng)弱都在不斷地變化，因此電子束打在熒光屏上的光點(diǎn)就像下圖那樣不斷移動(dòng)，這種電視技術(shù)叫做掃描?！　　　　　　　　　　　　　　　　?．工作過程　　電視機(jī)顯像管發(fā)射電子，在加速電場(chǎng)中被加速后進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。在偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用下，電子束在熒光屏上掃描。電子束從最上一行到最下一

8、行掃描一遍，叫做一場(chǎng)，電視機(jī)中每秒要進(jìn)行50場(chǎng)掃描，加上人的“視覺暫留”，所以我們感到整個(gè)熒光屏都在發(fā)光?！镜湫屠}】類型