2019-2020年高中物理《3.5 探究洛伦兹力（2课时）》教案 粤教版选修3-1

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1、2019-2020年高中物理《3.5探究洛伦兹力（2课时）》教案粤教版选修3-11、阴极射线管.观察电子束运动径迹的装置——阴极射线管，其结构如下图所示。阴极射线管内部抽成真空，在阴极和阳极之间强电场的作用下，阴极发射的电子束穿过狭缝沿直线从阴极向阳极运运动，电子束轰击在荧光屏这个障碍物上，激发出荧光，显示出电子束的运动径迹。这使我们能够“看”到电子束的运动状况，从而分析它的受力情况。2、洛伦兹力.（1）定义：磁场对运动电荷中的作用力叫洛伦兹力。（2）方向：洛伦兹力的方向与磁场方向垂直，与运动电荷的速度方向垂直。指向可用左手定则判定。左手定则：磁感

2、线垂直穿过掌心，四指指向正电荷运动的方向（或负电荷运动的反方向），拇指所指的方向就是洛伦兹力方向。很明显，f⊥B，f⊥v，即洛伦兹力与B和v构成的平面垂直。★强调：由于f⊥v，所以洛伦兹力对电荷是不做功的！要特别注意，若移动的是负电荷时，四指应指向负电荷运动的反方向。【注】：安培力的方向也是用左手定则判断，而洛伦兹力是安培力的微观解释（即安培力是洛伦兹力的宏观表现），那么洛伦兹力方向的判断依据跟安培力的判断依据应该是统一的！其实只需要认为运动的电荷形成电流——正电荷运动方向跟其形成的电流方向相同，负电荷运动方向跟其形成的电流方向相反，然后再像判断安

3、培力方向那样用左手定则即可。（3）大小：.推导过程见课本P88~P89.注意：电流的微观公式：I=nqvS，此公式需在理解的基础上记住，在特殊题目可帮助快速解题。其中，n为导体单位体积含自由电荷数，q为每个电荷量，v为电荷定向移动的平均速率，S为导线的横截面积。（4）两点说明：①只有运动电荷才能受洛伦兹力，静止的电荷肯定不受洛伦兹力。②电荷垂直磁场运动时，洛伦兹力最大；电荷平行磁场运动时，不受洛伦兹力。（5）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带电粒子所受的磁场力，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

4、，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：，N是导体中定向移动的电荷数。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、速度选择器.如图，带电粒子从离子源中发射出来，在电场强度为E的匀强电场和磁感应强度为B的匀强磁场中运动，速度多大的粒子可以沿直线从右边孔射出？设带电粒子所带电荷为q，速度为v，忽略粒子重力，由平衡条件可得qvB=qE则.因此，我们可通过改变E或B的比值来选择具有某一速度的粒子，所以此装置才叫“速度选择器”。【思考】：若粒子速度不等于，将如何运动？【答案

5、】：类平抛运动。4、霍尔效应.工作原理：如图所示，厚度为h、宽度为d的导体板放在垂直于它的磁感应强度为B的匀强磁场中，当电流通过导体板时，在导体板的上侧面A和下侧面A′之间会产生电势差，这种现象称为霍尔效应．实验表明，当磁场不太强时，电势差U、电流I和B的关系为U＝k，式中的比例系数k称为霍尔系数。霍尔效应可解释为：外部磁场的洛伦兹力使运动的负电荷聚集在导体板中的一侧，在导体板的另一侧会出现多余的正电荷，从而形成横向电场，横向电场对电子施加与洛伦兹力方向相反的静电力．当静电力与洛伦兹力达到平衡时，导体板上下两侧之间就会形成稳定的电势差。则…………①

6、又由于I=nevS=nevhd（n为单位体积自由电荷数），代入①式，得（k为霍尔系数）.