【精准解析】高中物理粤教版选修1-1教师用书：第1章第6节　洛伦兹力初探含解析

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第六节　洛伦兹力初探
[学习目标]　1.了解什么是洛伦兹力．2.知道洛伦兹力的应用．(重点)3.会判断
洛伦兹力的方向．(重点、难点)
一、磁场对运动电荷的作用
1．洛伦兹力的定义：磁场对运动电荷的作用力．
2．洛伦兹力的方向：洛伦兹力的方向与磁场方向垂直，与运动电荷的运动方
向垂直．电视机的显像管正是利用洛伦兹力来工作的．
二、磁偏转与显像管
1．磁偏转：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．显像管的结构：主要由电子枪、线圈、荧光屏和玻璃屏幕四部分组成．
1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)洛伦兹力的方向与磁场方向平行． (×)
(2)洛伦兹力将使粒子的速度变大． (×)
(3)静止的带电粒子在磁场中也要受到洛伦兹力的作用． (×)
(4)在显像管中，电子受洛伦磁力的作用，径迹发生偏转． (√)
(5)回旋加速器的加速电压越大，带电粒子获得的最大动能越大．
(×)
(6)电子撞击荧光屏时荧光屏会发光． (√)
[提示]　(1)洛伦兹力的方向与磁场方向垂直．
(2)洛伦兹力不改变速度的大小．
(3)静止的带电粒子在磁场中不受洛伦兹力的作用．
(5)回旋加速器使带电粒子获得的最大动能与加速电压无关．
2．关于运动电荷和磁场的说法中，正确的是(　　)
A．运动电荷在某点不受洛伦兹力作用，这点的磁感应强度必为零
B．电荷的运动方向、磁感应强度方向和电荷所受洛伦兹力的方向一定互相垂
直
C．电子射线由于受到垂直于它的磁场作用而偏转，这是因为洛伦兹力对电子
做功的结果
D．电荷与磁场没有相对运动，电荷就一定不受磁场的作用力
D　[运动电荷处于磁感应强度为零处，所受洛伦兹力为零，但当运动电荷的
速度方向和磁场方向一致时(同向或反向)也不受洛伦兹力的作用；运动电荷受到的
洛伦兹力垂直于磁场方向和电荷运动方向所决定的平面，即洛伦兹力既垂直于磁
场方向，也垂直于电荷的运动方向，但磁场方向和电荷运动方向不一定垂直；因
为洛伦兹力一定垂直于电荷的运动方向，所以洛伦兹力永远不做功；运动电荷受
洛伦兹力的作用，这里的运动应是与磁场的相对运动．]
3．如图为阴极射线管的结构示意图，阴极射线发出的电子束在阴极和阳极间
强电场的作用下沿直线运动，如果在射线管所在区域内加上垂直纸面向里的匀强
磁场，则电子束的偏转方向为(　　)
A．向上偏转　　 B．向下偏转
C．向纸内偏转 D．向纸外偏转
B　[带电粒子所受洛伦兹力的方向可用左手定则判定．在用左手定则判定洛
伦兹力方向时，四指应指向电子运动的反方向，磁场垂直穿过手心，则大拇指所
指的方向即为洛伦兹力的方向．]
洛伦兹力的方向
1．洛伦兹力方向与安培力方向的确定是一样的，都是由左手定则判定．判断
洛伦兹力的方向时一定要注意 F垂直于
v
与B所决定的平面．
2．当运动电荷的速度
v
的方向与磁感应强度的方向平行时，运动电荷不受洛
伦兹力作用，仍以初速度
v
做匀速直线运动．而磁场中静止的电荷也不受洛伦兹
力的作用．导体平行磁场方向放置时，定向移动的电荷不受洛伦兹力，所以导体
也不受安培力．
3．洛伦兹力对运动电荷永不做功，而安培力对运动导体却可以做功．由于洛
伦兹力 F始终垂直于电荷速度
v
的方向，不论电荷做什么性质的运动，也不论电
荷是什么样的运动轨迹，F只改变
v
的方向，并不改变
v
的大小，所以洛伦兹力
对运动电荷不做功．
【例 1】　如图所示的磁感应强度 B、电荷的运动速度
v
和磁场对电荷的作用
力F的相互关系图中，画得正确的是(其中 B、F、
v
两两垂直)(　　)
A　　　　　　B　　　　　C　　　　　D
C　[由于 B、F、
v
两两垂直，根据左手定则得：A、B、D选项中电荷所受的
洛伦兹力都与图示 F的方向相反，故A、B、D错误，C正确．]
确定洛伦兹力的方向需明确运动电荷的电性，特别注意负电荷的运动方向与
左手四指的指向应相反．
［跟进训练］
1．带正电荷 q的粒子(不计重力)进入匀强磁场中，能在磁场中受力发生垂直
纸面向里偏转的是(　　)
D　[选项 A、B中电荷运动方向与磁场方向平行不受洛伦兹力．由左手定则
知，C项中电荷受洛伦兹力垂直纸面向外，D项电荷受洛伦兹力垂直纸面向里．]
带电粒子在磁场中偏转及其应用
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