第1章第2节　洛伦兹力—2020-2021学年新教材鲁科版（2019）高中物理选择性必修第二册讲义

3.0 envi 2024-12-31 4 4 735.82KB 11 页 3知币

侵权投诉

第2节　洛伦兹力

学习目标：1.[科学探究]通过实验，探究磁场对运动电荷的作用力。　2.[物理观

念]知道什么是洛伦兹力，能计算洛伦兹力的大小，会判断洛伦兹力的方向。　3.[科学

思维]知道洛伦兹力与安培力之间的关系，能从安培力的计算公式推导出洛伦兹力的计

算公式。　4.[科学思维]掌握带电粒子在磁场中运动的规律，并能解答有关问题。

阅读本节教材，回答第 9页“问题”并梳理必要知识点。

教材 P9问题提示：电流是电荷的定向移动形成的，因此磁场对运动电荷会有力的

作用，其作用力的大小与磁感应强度、电荷量及运动速度有关，其方向由左手定则判

断。

一、磁场对运动电荷的作用

1．洛伦兹力：物理学中，把磁场对运动电荷的作用力称为洛伦兹力。

2．洛伦兹力的大小

(1)如果带电粒子速度方向与磁感应强度方向平行，f＝0。

(2)如果带电粒子速度方向与磁感应强度方向垂直，f＝q v B 。

(3)如果电荷运动的方向与磁场方向夹角为 θ，f＝q v B sin _θ。

二、从安培力到洛伦兹力

1．洛伦兹力的推导

设导线横截面积为 S，单位体积中含有的自由电子数为 n，每个自由电子的电荷量

为e，定向移动的平均速率为 v，垂直于磁场方向放入磁感应强度为 B的磁场中，如图

所示。

截取一段长度 l＝vΔt的导线，这段导线中所含的自由电子数为 N，则

N＝nSl＝nS v Δ t

在Δt时间内，通过导线横截面的电荷为

Δq＝neS v Δ t

通过导线的电流为

I＝＝neS v

这段导线所受到的安培力

F＝IlB＝neS v 2

B Δ t

每个自由电子所受到的洛伦兹力

f＝＝e v B

安培力的微观解释示意图

2．洛伦兹力的方向判定——左手定则

伸开左手，拇指与其余四指垂直，且都与手掌处于同一平面内，让磁感线垂直穿

过手心，四指指向正电荷运动的方向，那么拇指所指的方向就是正电荷所受洛伦兹力

的方向。

三、带电粒子在匀强磁场中的运动

1．运动性质：当运动电荷垂直射入匀强磁场后，运动电荷做匀速圆周运动。

2．向心力：由洛伦兹力

提供，即 qvB＝m。

3．轨道半径：r＝，由半径公式可知带电粒子运动的轨道半径与运动的速率、粒

子的质量成正比，与电荷量和磁感应强度成反比。

4．运动周期：由 T＝可得 T＝。由周期公式可知带电粒子的运动周期与粒子的质

量成正比，与电荷量和磁感应强度成反比，而与轨道半径和运动速率无关。

1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)

(1)电荷在磁场中一定受洛伦兹力。 (×)

(2)洛伦兹力一定与电荷运动方向垂直。 (√)

(3)电荷运动速度越大，它的洛伦兹力一定越大。 (×)

(4)带电粒子在磁场中做圆周运动时，速度越大，半径越大。 (√)

(5)带电粒子在磁场中做圆周运动时，速度越大，周期越大。 (×)

2．如图所示，关于对带电粒子在匀强磁场中运动的方向描述正确的是(　　)

A　　　　B　　　　　C　　　　D

B　[由左手定则判断知只有 B项正确。]

3．电子在匀强磁场中做匀速圆周运动，下列说法正确的是(　　)

A．速率越大，周期越大

B．速率越小，周期越大

C．速度方向与磁场方向平行

D．速度方向与磁场方向垂直

D　[电子在匀强磁场中做匀速圆周运动，周期 T＝，与速率无关，A、B均错；运

动方向与磁场方向垂直，C错，D对。]

对洛伦兹力的理解

(教师用书独具)教材 P9“实验与探究”答案提示：磁铁靠近时，磁场变强，电子径

迹的弯曲程度更明显，说明电子运动的轨道半径与磁场强弱有关。

(1)如图是把阴极射线管放入磁场中的情形，电子束偏转方向是怎样的？如果把通

有与电子运动方向相同的电流的导线放入该位置，则所受安培力的方向怎样？

(2)将磁铁的 N极、S极交换位置，电子流有什么变化，说明了什么？

提示：(1)电子向下偏转；通电导线受力向上。

(2)两极交换位置，电子流偏转的方向与原来相反，表明电子流受力方向与磁场方

向有关。

1．洛伦兹力方向的特点

(1)

(2)洛伦兹力的方向既与磁场方向垂直，又与电荷的运动方向垂直，即洛伦兹力垂

文档加载中……请稍候！
如果长时间未打开，您也可以点击刷新试试。

下载文档到电脑，查找使用更方便

3 知币 4人已下载

立即下载

第1章第2节　洛伦兹力—2020-2021学年新教材鲁科版（2019）高中物理选择性必修第二册讲义.docx

共11页,预览4页

还剩页未读，继续阅读

第1章第2节　洛伦兹力—2020-2021学年新教材鲁科版（2019）高中物理选择性必修第二册讲义

相关推荐

开通VIP享超值会员特权

作者详情

相关内容

推荐作者

热门标签

举报选择:

第1章 第2节 洛伦兹力—2020-2021学年新教材鲁科版（2019）高中物理选择性必修第二册讲义

相关推荐

开通VIP享超值会员特权

作者详情

相关内容

推荐作者

热门标签

举报选择:

第1章第2节　洛伦兹力—2020-2021学年新教材鲁科版（2019）高中物理选择性必修第二册讲义