高中物理第一章 磁场第三节 洛伦兹力教案配套课件ppt

这是一份高中物理第一章 磁场第三节 洛伦兹力教案配套课件ppt，共48页。PPT课件主要包含了关键能力合作探究，课堂检测素养达标，课时作业巩固演练，运动电荷，同一平面，正电荷，BIL，nqSv，nSL，qvB等内容，欢迎下载使用。

必备知识 自主学习
[知识梳理]一、洛伦兹力的方向1．洛伦兹力荷兰物理学家洛伦兹于1895年公布了磁场对 的作用力公式，人们将磁场对运动电荷产生的作用力称为洛伦兹力。
2．洛伦兹力的方向判定——左手定则伸开左手，使大拇指与其余四指 ，并且都与手掌在 内，让磁感线垂直穿入 ，并使四指指向 的运动方向，这时拇指所指的方向就是正电荷在该磁场中所受洛伦兹力的方向。
2．洛伦兹力的大小(1)当v与B成θ角时：f＝ 。(2)当v⊥B时：f＝ 。(3)当v∥B时：f＝ 。
[自主评价]1．判断正误(1)电荷在磁场中一定会受到洛伦兹力的作用。( )(2)仅在洛伦兹力作用下，电荷的动能一定不会变化。( )(3)应用左手定则判断洛伦兹力的方向时，四指一定指向电荷运动方向。( )(4)公式f＝qvB，用于任何情况。( )(5)洛伦兹力和安培力是性质不同的两种力。( )
2．情景思考如图所示为湖北武当山金殿，以前在雷雨交加时，金殿的屋顶常会出现盆大的火球，来回滚动。雨过天晴时，大殿金光灿灿，像被重新炼洗过一般，这就是人们所说的“雷火炼殿”奇观。近些年为了保护古建筑，在金殿顶部安装了避雷针，此后，“雷火炼殿”的奇观消失了。假设某次雷雨时，有一团带大量负电荷的乌云经过其正上方时，发生放电现象，问：
(1)通过避雷针的电荷，所受洛伦兹力的方向；(2)每个自由电荷的电荷量为q且定向运动的速率都是v，则每个自由电荷所受洛伦兹力多大？提示：(1)偏西　(2)qvB
(1)没有磁场时，接通高压电源可以观察到什么现象？(2)光束实质上是什么？(3)若在电子束的路径上加磁场，可以观察到什么现象？提示：(1)电子束沿直线运动　(2)电子束　(3)电子束沿曲线运动
1．决定洛伦兹力方向的三个因素：电荷的正负、速度方向、磁感应强度的方向。当电性一定时，其他两个因素决定洛伦兹力的方向，如果只让一个反向，则洛伦兹力必定反向；如果让两个同时反向，则洛伦兹力方向不变。2．洛伦兹力的特点：洛伦兹力的方向随电荷运动方向的变化而变化。但无论怎样变化，洛伦兹力都与电荷运动方向垂直，故洛伦兹力永不做功，它只改变电荷的运动方向，不改变电荷的速度大小。
3．用左手定则判定负电荷在磁场中运动所受的洛伦兹力时，应注意将四指指向负电荷运动的反方向。
[思路点拨]　(1)明确磁场方向，带电粒子速度方向，带电粒子电性情况。(2)利用左手定则判断带电粒子所受的洛伦兹力的方向。[解析]　根据左手定则可以判断，选项A中的负电荷所受的洛伦兹力方向向下；选项B中的负电荷所受的洛伦兹力方向向上；选项C中的正电荷所受的洛伦兹力方向垂直于纸面指向纸外；选项D中的正电荷所受的洛伦兹力方向垂直于纸面指向纸里，D正确。[答案]　D
(1)洛伦兹力永不做功，虽然安培力是洛伦兹力的宏观表现，但安培力可以做功。(2)利用左手定则判断洛伦兹力方向时，四指指向也可以理解为总是指向等效电流的方向。(3)无论磁感应强度B的方向与电荷运动的速度方向是否垂直，洛伦兹力的方向一定垂直于B和v所决定的平面。
针对训练1．如图所示，一带负电的粒子(不计重力)进入磁场中，图中的磁场方向、速度方向及带电粒子所受的洛伦兹力方向标示正确的是(　　)
解析：A图中带负电的粒子向右运动，掌心向外，四指所指的方向向左，大拇指所指的方向向下，选项A错误；B图中带负电粒子的运动方向与磁感线平行，此时不受洛伦兹力的作用，选项B错误；C图中带负电的粒子向右运动，掌心向外，四指所指的方向向左，大拇指所指的方向向下，选项C正确；D图中带负电的粒子向上运动，掌心向里，四指应向下，大拇指的方向向左，选项D错误。答案：C
2.三种不同粒子a、b、c从O点沿同一方向在垂直纸面向里的匀强磁场中的运动轨迹分别如图所示，则(　　)A．粒子a一定带正电B．粒子b一定带正电C．粒子c一定带正电D．粒子b一定带负电
解析：由图知，粒子a受力向左，据左手定则可知，粒子a带正电，故A正确；粒子b未发生偏转，所以不带电，故B、D错误；粒子c受力向右，由左手定则知，粒子c带负电，故C错误。答案：A
提示：磁感应强度、速度、电荷电量。
1．洛伦兹力的大小：f＝qvBsin θ，θ为电荷运动的方向与磁感应强度方向的夹角。(1)当v⊥B时，θ＝90°，sin θ＝1，f＝qvB，即运动方向与磁场方向垂直时，洛伦兹力最大。(2)当v∥B时，θ＝0°，sin θ＝0，f＝0，即运动方向与磁场方向平行时，不受洛伦兹力。
2．洛伦兹力与安培力的区别和联系(1)区别①洛伦兹力是指单个运动的带电粒子所受到的磁场力，而安培力是指通电直导线所受到的磁场力。②洛伦兹力恒不做功，而安培力可以做功。
(2)联系①安培力是洛伦兹力的宏观表现，洛伦兹力是安培力的微观解释。②大小关系：F＝Nf(N是导体中定向运动的电荷数)。③方向关系：洛伦兹力与安培力的方向一致，均可用左手定则进行判断。
3．洛伦兹力与电场力的比较
计算洛伦兹力的大小时应注意的问题(1)计算洛伦兹力的大小时，应注意弄清速度v与磁感应强度B的方向间的关系。当v⊥B时，洛伦兹力f＝qvB；当v∥B时，f＝0；当v与B成θ角(0<θ<90°)时，应将v(或B)进行分解取它们垂直于B(或v)方向上的分量计算，f＝qvBsin θ。(2)公式f＝qvB中的速度v是相对磁场的速度，参考系是磁场。
针对训练3．如图为说明电视机显像管偏转线圈作用的示意图。当线圈中通过图示方向的电流时，一束沿中心轴线O自纸内射向纸外的电子流将(　　)A．向左偏转　　　B．向右偏转C．向上偏转 D．向下偏转解析：由题图知该线圈可等效为两个通电螺线管，由安培定则可判断，线圈下端为N极，因此O点磁场方向向上，然后由左手定则可判断电子流向右偏，故B正确。答案：B
4．如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于纸面向外，质量为m、带电量为q的小球在倾角为α的光滑斜面上由静止开始下滑。若带电小球下滑后某个时刻对斜面的压力恰好为零，问：(1)小球的带电性质如何？(2)此时小球下滑的速度和位移分别为多大？
科学思维——洛伦兹力作用下带电体的运动分析解决在洛伦兹力作用下带电体运动问题的基本思路(1)正确进行受力分析，除重力、弹力、摩擦力外，要特别注意洛伦兹力的分析。(2)正确分析物体的运动状态，找出物体的速度、位置及其变化特点，分析运动过程。(3)恰当灵活地运用力学中的定理、定律，学会把“电学”问题“力学”化。
解析：由题意可知，当进入磁场后，才受到洛伦兹力作用，且洛伦兹力的方向与速度垂直，所以只有重力做功，则小球从A至C和从D至C到达C点时，速度大小相等，加速度相同，从A至C和从D至C过程中，运动快慢也一样，故A、C、D正确；由于进出磁场的方向不同，由左手定则可知，洛伦兹力方向不同，所以细线的拉力的大小不同，故B错误。答案：ACD
1．带电粒子(重力不计)穿过饱和蒸汽时，在它走过的路径上饱和蒸汽便凝成小液滴，从而显示粒子的径迹，这是云室的原理，如图所示是云室的拍摄照片，云室中加了垂直于照片向外的匀强磁场，图中Oa、Ob、Oc、Od是从O点发出的四种粒子的径迹，下列说法中正确的是(　　)A．四种粒子都带正电B．四种粒子都带负电C．打到a、b点的粒子带正电D．打到c、d点的粒子带正电
解析：由左手定则知打到a、b点的粒子带负电，打到c、d点的粒子带正电，D正确。答案：D
2．关于电荷所受电场力和运动电荷受到的洛伦兹力，正确的说法是(　　)A．运动电荷在磁场中一定受洛伦兹力作用B．运动电荷所受的洛伦兹力一定与磁场方向平行C．电荷在电场中一定受电场力作用D．电荷所受电场力方向一定与该处电场方向相同
解析：运动的电荷在磁场中不一定受到洛伦兹力作用，比如电荷的运动方向与磁场方向平行，不受洛伦兹力，故A错误。根据左手定则知，洛伦兹力的方向与磁场方向垂直，故B错误。电荷在电场中一定受到电场力作用，故C正确。正电荷所受电场力方向与电场强度方向相同，负电荷所受电场力方向与电场强度方向相反，故D错误。答案：C
3.初速度为v0的电子，沿平行于通电长直导线的方向射出，直导线中电流方向与电子的初始运动方向如图所示，则(　　)A．电子将向右偏转，速率不变B．电子将向左偏转，速率改变C．电子将向左偏转，速率不变D．电子将向右偏转，速率改变
解析：由安培定则判定直线电流右侧磁场的方向垂直纸面向里，再根据左手定则判定电子所受洛伦兹力向右，由于洛伦兹力不做功，故电子动能不变。答案：A
4．如图所示，一带负电的滑块从绝缘粗糙斜面的顶端滑至底端时的速率为v。若加上一个垂直纸面向外的匀强磁场，并保证滑块能滑至底端，则它滑至底端时的速度(　　)A．变大　　　　　　　B．变小C．不变 D．条件不足，无法判断
解析：加上磁场后，滑块受一垂直斜面向下的洛伦兹力，使滑块所受摩擦力变大，克服摩擦力做的功变大，而洛伦兹力不做功，重力做功不变，由能量守恒定律可知，速度变小。答案：B