1.6_洛伦兹力初探_学案(粤教版选修1-1)

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解析:电子在通电直导线产生的磁场中运动,无论直导线中的电 流方向如何,电子的运动速度都是和磁感应强度的方向相垂直的. 根据左手定则,由于是负电荷,四指应指向左方,根据电子的偏转方 向可以确定磁感应强度的方向为垂直纸面向里.根据安培定则,导 线中的电流方向为从B到A.如果导线中的电流方向相反,则其产生 的磁场方向也相反,会影响到电子的偏转方向,所以本题的正确选 项是B、C. 答案:BC
第六节 洛伦兹力初探
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学习 目标
重点 难点
1.认识什么是洛伦兹力,以及洛伦兹力的作用. 2.掌握左手定则和判断洛伦兹力方向的方法. 3.了解带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,知道磁场 的强弱和带电粒子的速度都能影响带电粒子的运动轨迹. 4.了解磁场对带电粒子的偏转作用,以及在技术和科学研 究中的应用. 重点:洛伦兹力的认识. 难点:带电粒子在匀强磁场中运动轨迹的判断.
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注意:由于电荷有“正、负”之分,故四指应指向正电荷运动的方向 或负电荷运动的反方向——相当于指向电流的方向,如图(a).在图 (b)中,四指指向负电荷运动的反方向,手心向外,则拇指向下,故电子 受向下的力.
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【例1】 如果运动电荷除磁场力外不受其他任何力的作用,则带 电粒子在磁场中做下列运动可能成立的是( ) A.做匀速直线运动 B.做匀变速直线运动 C.做变加速直线运动 D.做匀变速曲线运动 解析:当v与B方向平行时,F洛=0,故运动电荷不受洛伦兹力作用而 做匀速直线运动.当v与B不平行时,F洛≠0且F洛与v恒垂直,即F洛只改 变v的方向,故运动电荷做变加速曲线运动. 答案:A

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3．如下图所示，阴极射线管在高压下会发射电子束，图1 直线 ．把阴极射线管放在蹄形磁铁 －6－1中电子束的径迹是______ 下 发生了偏转，若 的磁场中，图1－6－ 2中电子束的径迹向 ____ 调换磁铁南北极的位置，则电子束的径迹会向 ____ 上 偏转．可 洛伦兹力 的作用． 见，磁场对运动电荷会产生____________
解析 图． (1)半径
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如图所示为带电粒子运动的示意
带电粒子在磁场中受到的洛伦兹力 F＝qvB 提供粒子做匀 速圆周运动的向心力． v2 mv qvB＝m r ，所以 r＝ qB . 当粒子电荷量相同， 进入同一磁场做匀速圆周运动时，r∝mv，A 错 C 对．
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(2)周期 mv 2πr 由 r＝ qB 和 T＝ v 得 2πm T＝ qB . 带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期跟粒子的质 量、电荷量和磁感应强度三者有关，与动能无关， B 对 D 错．
B图带电粒子受力方向垂直纸面向外； C图带电粒子带负电，
D图带电粒子受力方向垂直纸面向里．
答案 向上 垂直纸面向外 带负电 垂直纸面向里
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在进行洛伦兹力的方向判断时，特别注意洛伦兹力既垂直 B 又垂直 v 的特点，也就是始终垂直于由 B 与 v 相交决定的平 面．当v⊥B时， F、B、 v两两垂直．当 v∥B时，找不到v与B 决定的平面，而此时F＝0.
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典例剖析
左手定则的应用 【例1】 试判断如图所示的各带电粒子所受洛伦兹力的方
向 或 带 电 粒 子 的 带 电 性 ： A__________ 、 B________ 、

3．洛伦兹力的方向可以由____左____手定则进行判断．
知识点2 洛伦兹力的应用
1．借助垂直于电子束运动方向的磁场使电子束改变方向或 者发生偏转的方法称为___磁__偏__转_____． 2．一般_、_________线__圈_、 ___荧__光__屏___和__玻__璃__屏__幕__四部分组成． 3．电子束穿过磁场时，受洛伦兹力作用，径迹发生_____偏__转．
1．显像管：无外加磁场时电子束不发生偏转，电子束将轰 击在荧光屏的某一点，并出现一个发光点．有外加磁场时电子 束会发生偏转而呈现出图像． 2．回旋加速器：利用洛伦兹力使带电粒子加速，通过磁场 对运动电荷的洛伦兹力，使粒子运动方向发生变化，实现多级 加速，获得高能粒子．
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第六节洛伦兹力初探
` 5．下列图中，带电粒子所受洛伦兹力方向垂直纸面向外的 是( C )
知识点1 磁场对运动电荷的作用
1．当带电粒子的运动方向与磁场方向_______垂_时直，洛伦兹 力最大． 2．当带电粒子的运动方向与磁场方向_______平_时行，洛伦兹 力最小为零．

第六节洛伦兹力初探1．(2017·广东学业水平考试)如图所示为一半圆形的匀强磁场B，当一束粒子对着圆心射入该磁场，发现所有粒子都从M点射出，下列说法正确的是( )A．这束粒子全部带负电荷B．这束粒子全部带正电荷C．这束粒子全部不带电D．这束粒子中有的带正电荷，有的带负电荷解析：根据左手定则知，粒子进入磁场受到向上的洛伦兹力作用，故粒子带正电，选项B正确．答案：B2．如下图所示，重力不计的带正电粒子水平向右进入匀强磁场，对该带电粒子进入磁场后的运动情况，以下判断正确的是( )A．粒子向上偏转B．粒子向下偏转C．粒子不偏转D．粒子很快停止运动解析：由左手定则可知，带正电粒子水平向右进入匀强磁场后，受向上的洛伦兹力作用，故粒子向上偏转，选项A正确．答案：A3．(2016·广东学业水平考试)如图所示，运动电荷在磁场中没有受到洛伦兹力的是( )解析：磁场的方向向右，粒子运动的方向向下，粒子运动的方向与磁场的方向垂直，所以一定受到洛伦兹力的作用，故A不符合题意；磁场的方向垂直低面向里，粒子运动的方向向下，粒子运动的方向与磁场的方向垂直，所以一定受到洛伦兹力的作用，故B不符合题意；磁场的方向垂直低面向外，粒子运动的方向向右，粒子运动的方向与磁场的方向垂直，所以一定受到洛伦兹力的作用，故C不符合题意；磁场的方向向下，粒子运动的方向向上，粒子运动的方向与磁场的方向平行，所以一定不受到洛伦兹力的作用，故D符合题意．答案：D4．如下图所示，把电子射线管(阴极射线管)放在蹄形磁铁的两极之间，可以观察到电子束偏转的方向是( )A．向上 B．向下 C．向左 D．向右解析：电子带负电，方向从左向右；磁场方向向里，根据左手定则可知，电子束受到的洛伦兹力方向向下，故向下偏转．答案：B5．如下图所示，带正电的粒子q(不计重力)，水平向左进入匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外．该粒子将( )A．向下偏转B．向上偏转C．垂直纸面向里偏转D．垂直纸面向外偏转分析：根据左手定则判断洛伦兹力的方向，得到粒子的偏转方向．解析：粒子带正电，向左移动，根据左手定则，洛伦兹力向上，故带电粒子向上偏转且做圆周运动．答案：B6．关于电荷所受洛伦兹力和电场力，正确的说法是( )A．电荷在磁场中一定受洛伦兹力作用B．电荷在电场中一定受电场力作用C．电荷所受电场力方向一定跟该处电场强度方向一致D．电荷所受电场力方向一定跟该处电场强度方向相反解析：运动电荷在速度方向不与磁场方向平行时才受到洛伦兹力作用，A错误；电荷在电场中一定受电场力作用，B正确；正电荷所受电场力方向一定跟该处电场强度方向一致，C错误；负电荷所受电场力方向一定跟该处电场强度方向相反，D错误．答案：B7．电子通过磁场时会发生偏转，这是因为受到( )A．库仑力的作用 B．万有引力作用C．洛伦兹力作用 D．安培力作用解析：运动电荷在磁场中受到的作用力叫洛伦兹力，通电导体在磁场中受到的作用力叫安培力，电荷间的作用力叫库仑力；有质量的物体之间的吸引力，叫万有引力．答案：C8．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．洛伦兹力可以改变带电粒子的动能D．洛伦兹力对带电粒子不做功解析：当运动电荷沿平行于磁场方向射入磁场时，不受洛伦兹力的作用，此时，磁感应强度的大小不为0，故A、B错．洛伦兹力的方向始终与速度方向垂直，不做功，所以不能改变带电粒子的动能，故C错、D对．答案：D9．如下图所示，磁场方向垂直纸面向外，一带负电的粒子某时刻的速度水平向上，则该粒子受到的洛伦兹力的方向是( )A．向下 B．向上 C．向左 D．向右解析：据左手定则可知，带负电粒子所受洛伦兹力方向向左．答案：C10．一个不计重力的带正电荷的粒子，沿图中箭头所示方向进入磁场，磁场方向垂直于纸面向里，则粒子的运动轨迹( )A．可能为圆弧a B．可能为直线bC．可能为圆弧c D．a、b、c都有可能解析：根据左手定则，带正电粒子垂直磁场方向水平向右射入，受到洛伦兹力方向竖直向上，如果是匀强磁场，可能是a的圆弧．故选A.答案：A11．(多选)关于安培力和洛伦兹力，如下说法中正确的是( )A．带电粒子在磁场中运动时，一定受到洛伦兹力作用B．放置在磁场中的通电导线，一定受到安培力作用C．洛伦兹力对运动电荷一定不做功D．运动电荷仅在洛伦兹力的作用下，动能一定不变解析：当通电导线与磁场中平行时不受安培力的作用，B错，当运动电荷的运动方向与磁场方向平行时，运动电荷不受洛伦兹力作用，A错，洛伦兹力的方向总垂直于电荷运动的方向，所以洛伦兹力永远不做功，所以C、D对．答案：CD12．(多选)如果运动电荷除磁场力外不受其他任何力的作用，则带电粒子在磁场中做下列运动可能成立的是( )A．做匀速直线运动B．做匀变速直线运动C．做变加速曲线运动D．做匀变速曲线运动解析：当v∥B时，f＝0，故运动电荷不受洛伦兹力作用而做匀速直线运动．当v与B 不平行时，f≠0且f与v恒垂直，即f只改变v的方向．故运动电荷做变加速曲线运动．答案：AC13．(多选)带电粒子在磁场中发生偏转的物理原理可运用于各种科学实验和电器中．下面利用了此物理原理的装置有( )解析：A、B、C均利用了带电粒子在磁场中发生偏转的物理原理．答案：ABC14．(多选)在如下图所示的四幅图中，正确标明了带正电的粒子所受洛伦兹力F方向的是( )解析：由左手定则可知选项A、C正确．答案：AC。