研究洛伦兹力

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研究洛伦兹力　　3.5研究洛伦兹力学案（粤教版选修3-1）　　一、洛伦兹力的方向　　1．__________________________称为洛伦兹力．　　2．洛伦兹力的方向用________定则来判断：伸开____手，使大拇指跟其余四个手指_____，且处于同一________内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，四指指向为________的方向，那么拇指所指的方向就是________所受洛伦兹力的方向．运动的负电荷在磁场中所受的洛伦兹力，方向跟沿相同方向运动的正电荷所受的力的方向________．　　二、洛伦兹力的大小　　安培力可以看作是大量运动电荷所受________的宏观表现，当电荷在________的方向上运动时，磁场对运动电荷的洛伦兹力f＝______.　　一、洛伦兹力的方向　　[问题情境]　　图1　　太阳发射出的带电粒子以300～1000 km/s的速度扫过太阳系，形成“太阳风”(如图1所示)．这种巨大的辐射经过地球时，为什么不能直射地球？为什么会在地球两极形成绚丽多彩如同梦幻般的极光？　　1．什么是洛伦兹力？　　　　　2．通过课本中的演示实验，我们得出什么结论？　　　　　3．用左手定则判断洛伦兹力方向和用左手定则判断安培力方向时，左手的用法相同吗？　　　　　[要点提炼]　　1．________电荷在磁场中所受的作用力称为洛伦兹力．　　2．洛伦兹力的方向可用________定则来判断：伸开________手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向________运动的方向，这时拇指所指的方向就是运动的________电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向．　　3．运动的负电荷在磁场中所受的洛伦兹力方向为_____________________________　　_______________________________________________ _________________________.　　[问题延伸]　　由左手定则可知：洛伦兹力的方向与运动电荷的速度方向__________，所以洛伦兹力对带电粒子__________．　　二、洛伦兹力的大小　　[问题情境]　　1.洛伦兹力和安培力的关系是怎样的？　　　　　2．洛伦兹力的大小如何确定？　　　　　图2　　3．根据图2回答“速度选择器”是如何选择速度的？　　　　　[要点提炼]　　1．当v⊥B时洛伦兹力计算式为f＝__________.　　2．当v与B成θ角时，洛伦兹力的计算式为f＝qvBsinθ.　　3．当v∥B时，洛伦兹力的大小为________.　　例1　图3中各图已标出磁场方向、电荷运动方向、电荷所受洛伦兹力方向三者中的两个，试标出另一个的方向．　　图3　　 变式训练1　　　图4　　如图4所示，将水平导线置于真空中，并通以恒定电流I.导线的正下方有一质子初速度方向与电流方向相同，则质子的运动情况可能是(　　)　　A．沿路径a运动　　　　　　　B．沿路径b运动　　C．沿路径c运动　　　　　　　D．沿路径d运动　　例2　　　图5　　如图5所示，摆球带负电荷的单摆，在一匀强磁场中摆动．匀强磁场的方向垂直于纸面向里．摆球在A、B间摆动过程中，由A摆到最低点C时，摆线拉力大小为F1，摆球加速度大小为a1；由B摆到最低点C时，摆线拉力大小为F2，摆球加速度大小为a2，则(　　)　　A．F1＞F2，a1＝a2　　　　　　B．F1＜F2，a1＝a2　　C．F1＞F2，a1＞a2　　　　　D．F1＜F2，a1＜a2　　听课记录：　　　　　　变式训练2　下列关于带电荷量为＋q的粒子在匀强磁场中运动的说法，正确的是(　　)　　A．只要速度的大小相同，所受洛伦兹力的大小就相同　　B．如果把＋q改为－q，且速度反向而大小不变， 则洛伦兹力的大小、方向都不变　　C．洛伦兹力方向一定与电荷运动的速度方向垂直，磁场方向也一定与电荷的运动方向垂直　　D．当粒子只受洛伦兹力作用时，动能不变　　例3　　　图6　　如图6所示，套在很长的绝缘直棒上的小球其质量为m，带电荷量是＋q，小球可在棒上滑动．将此棒竖直放在互相垂直、方向如图所示的匀强电场和匀强磁场中，电场强度大小为E，磁感应强度大小为B.小球与棒的动摩擦因数为μ，求小球由静止沿棒下落的最大加速度和最大速度．　　图7　　变式训练3　质量为0.1g的小物块，带有5×10－4C的电荷量，放在倾角为30°的绝缘光滑斜面上，整个斜面置于0.5T的匀强磁场中，磁场方向如图7所示．物块由静止开始下滑，滑到某一位置时，物块开始离开斜面(设斜面足够长，取g＝10m/s2)，问：　　(1)物块带何种电荷？　　(2)物块离开斜面时的速度为多少？ 　　【即学即练】　　1．关于带电粒子所受洛伦兹力F、磁感应强度B和粒子速度v三者方向之间的关系，下列说法正确的是(　　)　　A．F、B、v三者必定均保持垂直　　B．F必定垂直于B、v，但B不一定垂直于v　　C．B必定垂直于F，但F不一定垂直于v　　D．v必定垂直于F、B，但F不一定垂直于B　　2．下列说法正确的是(　　)　　A．运动电荷在磁感应强度不为零的地方，一定受到洛伦兹力的作用　　B．运