中考物理复习专题：洛伦兹力.doc

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1、洛伦兹力7.1洛伦兹力知识点睛我们在实验室里发现运动的电子通过磁场时发生了偏转，说明电子受到了力的作用，那么这个力的方向和大小应该是什么样的呢？对于这个问题历史上科学家们也做了大量的实验，其中洛伦兹通过阴极射线管找到了运动的电荷在磁场中受力的本质，为了纪念洛伦兹的贡献，我们把这种力叫做洛伦兹力。下面我们一起回顾一下洛伦兹力的实验：实验过程图甲是一个真空的电子射线管，从阴极发射出来的电子束，在阴极和阳极间的高电压的作用下，轰击到长条形的荧光屏上激发荧光。管中可以显示出电子束运动的径迹。实验表明，在没有外磁场时，电子束是沿直线前进的（图乙），

2、如果把射线管放在条形磁铁的一极旁，荧光屏上显示的电子束运动的径迹发生了弯曲，如图丙所示。图甲89图乙图丙实验结论：1．洛伦兹力的方向通过实验发现洛伦兹力的方向也遵循左手定则，这和安培力的方向判定是一致的，安培力实际上是洛伦兹力的宏观表现。2．洛伦兹力的大小安培力既然是洛伦兹力的宏观表现，那么我们就通过安培力的宏观表达式推导洛伦兹力的表达式。设有一段长为的直导线，横截面积为，单位体积内的自由电荷数为，每个电荷所带电荷量为，运动速度为。由以上条件可知，导线中电流。若导线垂直于磁场方向放置，则导线所受安培力。安培力可以看作是作用在每个运动电荷上

3、的洛伦兹力的合力，这段导线中含有的运动电荷数为，所以洛伦兹力。洛伦兹力计算公式更一般的形式为，其中为与之间的夹角。当时，；当时，。3．洛伦兹力与电场力的比较洛伦兹力电场力性质磁场对运动电荷的作用力。电场对电荷的作用力。产生条件，且与不平行。电场中的电荷一定受到电场力的作用大小当时，。方向左手定则，、。正电荷受电场力的方向与电场方向相同，负电荷受力方向与电场方向相反。作用效果只改变速度的方向，不改变速度的大小，永远不做功。既可改变速度的大小，又可改变速度的方向。89例题精讲【例1】有关电荷所受电场力和洛伦兹力的说法中，正确的是A．电荷在磁场

4、中一定受磁场力的作用B．电荷在电场中一定受电场力的作用C．电荷受电场力的方向与该处的电场方向一致D．电荷若受磁场力，则受力方向与该处的磁场方向垂直【答案】BD【例2】关于洛伦兹力，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．运动电荷在某处不受洛伦兹力的作用，则该处的磁感应强度一定为零C．洛伦兹力不会改变带电粒子的动量D．洛伦兹力不会改变带电粒子的动能【答案】D【例3】带电荷量为的粒子在匀强磁场中运动，下面说法中正确的是A．只要速度大小相同，所受洛伦兹力就相同　B．如果把改为，且速度反向、大小不变，则洛伦

5、兹力的大小不变C．洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直，磁场方向一定与电荷运动方向垂直D．粒子只受到洛伦兹力的作用，不可能做匀速直线运动【答案】BD【例4】如果运动电荷在磁场中运动时除磁场力作用外不受其他任何力作用，则它在磁场中的运动可能是A．匀速圆周运动B．匀变速直线运动C．变加速曲线运动D．匀变速曲线运动【答案】AC【例5】如图所示，带电粒子在匀强磁场中运动，试判定各粒子受洛伦兹力的方向、带电粒子的电性或运动方向。【答案】甲：洛伦兹力在纸面内，方向垂直于向下。乙：瞬时速度在纸面内，垂直于斜向上。丙：洛伦兹力方向垂直于纸面向里。丁：粒子带

6、负电。【例6】长直导线通有如图所示的恒定电流，导线附近有一带正电的小球悬挂于绝缘绳的下端，下列说法正确的是A．小球受洛伦兹力作用，方向与导线垂直且指向纸内B．小球受洛伦兹力作用，方向与导线垂直且指向纸外C．小球受洛伦兹力作用，方向与导线垂直且向左89D．小球不受洛伦兹力作用【答案】D【例1】初速为的电子，沿平行于通电直导线的方向射出，直导线的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】通电导线在其右边区域产生的磁场方向垂直于

7、纸面向里，所以电子受到的洛伦兹力方向向右。由于洛伦兹力不做功，所以电子速率不变，答案为A。【答案】A7.2带电粒子在匀强磁场中的运动知识点睛1．用洛伦兹力演示仪研究洛伦兹力⑴实验过程用洛伦兹力演示仪观察运动电子在磁场中的偏转。在做以下每项观察之前，首先进行讨论，根据洛伦兹力的特点预测管内的径迹，然后观察、检验你的预测。演示过程如下：演示仪施加垂直于纸面的磁场后，电子束沿圆轨道运动①不加磁场时观察电子束的径迹。②给磁线圈通电，在球形管内产生沿两线圈中心连线方向、由纸内指向读者的磁场，观察电子束的径迹。③保持出射电子的速度不变，改变磁感应强度

8、，观察电子束径迹的变化。④保持磁感应强度不变，改变入射电子的速度，观察电子束径迹的变化。⑵实验结论带电粒子以垂直于磁场的方向进入磁场后要做匀速圆周运动，其轨道半径与粒子的速度、粒子的比荷和磁场