洛伦兹力课件

高中物理·选修3-1·教科版第三章磁场3.4磁场对运动电荷的作用——洛伦兹力高中物理·选修3-1·教科版第三章磁场3.4磁场对1知道什么是洛伦兹力，会用左手定则判断洛伦兹力的方向2掌握洛伦兹力公式的推导过程，会计算洛伦兹力的大小知道洛伦兹力做功的特点3掌握带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的规律和分析方法目标定位运动电荷在磁场中受到的力4掌握洛伦兹力作用下的带电体的运动特点和处理方法1知道什么是洛伦兹力，会用左手定则判断洛伦兹力的方向2掌握一、洛伦兹力的方向和大小1、（1）运动电荷（2）宏观表现[想一想]：当入射粒子为负电荷时，如何使用左手定则判断洛伦兹力方向？答：当入射粒子为负电荷时，我们使四指指向负电荷运动的反方向，此时拇指的指向就是负电荷的所受洛伦兹力的方向.二、带电粒子在磁场中的运动1、垂直

不做功

大小

方向

预习导学2、(1)qvB(2)0

3、(1)磁感线

正电荷运动的方向

洛伦兹力

相反

(2)B和v

2、匀速圆周运动

洛伦兹力

3、[想一想]同种带电粒子以不同的速度垂直射入同一匀强磁场中它们的运动周期相同吗？答案相同．周期表达式告诉我们，带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期与速度无关.一、洛伦兹力的方向和大小1、（1）运动电荷（2）宏观表现一、洛伦兹力的方向1.判断方法：左手定则,使用左手定则时注意四指指向正电荷的运动方向，四指指向负电荷运动的反方向．2.F⊥B，F⊥v，F垂直于B、v确定的平面，但B与v不一定垂直．3.洛伦兹力的方向随电荷运动方向的变化而变化．但无论怎么变化，洛伦兹力都与运动方向垂直，故洛伦兹力永不做功，它只改变电荷的运动方向，不改变电荷速度大小．课堂讲义运动电荷在磁场中受到的力一、洛伦兹力的方向1.判断方法：左手定则,使用左手定则【例1】如下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)()[借题发挥]确定洛伦兹力的方向还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．FFF根据左手定则可得四幅图的洛伦兹力方向FC课堂讲义【例1】如下图所示的磁感应强度B电荷的运动速度v和磁场对电荷二、洛伦兹力的大小课堂讲义二、洛伦兹力的大小课堂讲义2．洛仑兹力与电场力的比较：（1）洛仑兹力F=qvB：只有运动电荷，且运动电荷的运动方向与磁场方向不平行时才受到洛仑兹力；洛仑兹力的方向总与速度方向垂直，用左手定则判断。（2）电场力F＝qE：只要是电荷在电场中就要受到电场力；电场力的方向与场强E同线（正电荷与E同向，负电荷与E反向）。课堂讲义2．洛仑兹力与电场力的比较：（1）洛仑兹力F=qvB：只有运【例2】在图3-5-2所示的各图中，匀强磁场的磁感应强度均为B，带电粒子的速率均为v，带电荷量均为q.试求出图中带电粒子所受洛伦兹力的大小，并指出洛伦兹力的方向．(1)因v⊥B，所以F＝qv

B，方向与v垂直向左上方F由于v与B平行，所以不受洛伦兹力．v∥v⊥F课堂讲义【例2】在图3-5-2所示的各图中，匀强磁场的磁感应强度均为三、带电粒子在匀强磁场中的运动课堂讲义三、带电粒子在匀强磁场中的运动课堂讲义课堂讲义课堂讲义B课堂讲义B课堂讲义四、洛仑兹力作用下的带电体的运动分析带电体在磁场中的受力运动问题，与力学方法相似：首先要受力分析，然后根据运动状态，选择恰当的物理规律．课堂讲义四、洛仑兹力作用下的带电体的运动分析带电体在磁场中的受力运动小滑块的初状态离开斜面时FN=0，洛伦兹力应垂直斜面向上，从而可以判断所带电荷的正负小物块到达斜面底端时刚好离开斜面课堂讲义【例4】一个质量m＝0.1g的小滑块，带有q＝5×10－4C的电荷量，放置在倾角α＝30°的光滑斜面上(绝缘)，斜面固定且置于B＝0.5T的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，如图所示，小滑块由静止开始沿斜面滑下，斜面足够长，小滑块滑至某一位置时，要离开斜面(g取10m/s2)．求：(1)小滑块带何种电荷？(2)小滑块离开斜面时的瞬时速度多大？(3)该斜面长度至少多长？小滑块的初状态离开斜面时FN=0，洛伦兹力应垂直斜面向上，从【例题4】一个质量m＝0.1g的小滑块，带有q＝5×10－4C的电荷量，放置在倾角α＝30°的光滑斜面上(绝缘)，斜面固定且置于B＝0.5T的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，如图所示，小滑块由静止开始沿斜面滑下，斜面足够长，小滑块滑至某一位置时，要离开斜面(g取10m/s2)．求：(1)小滑块带何种电荷？(2)小滑块离开斜面时的瞬时速度多大？(3)该斜面长度至少多长？若要使小滑块离开斜面，则洛伦兹力F应垂直斜面向上，根据左手定则可知，小滑块应带负电荷．课堂讲义αmgFNF(1)小滑块在沿斜面下滑的过程中，受力如图所示【例题4】一个质量m＝0.1g的小滑块，带有q＝5×10－【例题4】一个质量m＝0.1g的小滑块，带有q＝5×10－4C的电荷量，放置在倾角α＝30°的光滑斜面上(绝缘)，斜面固定且置于B＝0.5T的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，如图所示，小滑块由静止开始沿斜面滑下，斜面足够长，小滑块滑至某一位置时，要离开斜面(g取10m/s2)．求：(1)小滑块带何种电荷？(2)小滑块离开斜面时的瞬时速度多大？(3)该斜面长度至少多长？(2)小滑块沿斜面下滑的过程中，垂直于斜面方向得F＋FN＝mgcosα，当支持力FN＝0时，小滑块脱离斜面．设此时小滑块速度为vmax，则洛伦兹力F＝Bqvmax，课堂讲义【例题4】一个质量m＝0.1g的小滑块，带有q＝5×10－【例题4】一个质量m＝0.1g的小滑块，带有q＝5×10－4C的电荷量，放置在倾角α＝30°的光滑斜面上(绝缘)，斜面固定且置于B＝0.5T的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，如图所示，小滑块由静止开始沿斜面滑下，斜面足够长，小滑块滑至某一位置时，要离开斜面(g取10m/s2)．求：(1)小滑块带何种电荷？(2)小滑块离开斜面时的瞬时速度多大？(3)该斜面长度至少多长？(3)设该斜面长度至少为l，则小滑块离开斜面的临界情况为小滑块刚滑到斜面底端时．因为下滑过程中只有重力做功，课堂讲义【例题4】一个质量m＝0.1g的小滑块，带有q＝5×10－对点练习洛伦兹力的方向AB对点练习洛伦兹力的方向AB2．如图7所示，带负电荷的摆球在一匀强磁场中摆动．匀强磁场的方向垂直纸面向里．摆球在A、B间摆动过程中，由A摆到最低点C时，摆线拉力大小为F1，摆球加速度大小为a1；由B摆到最低点C时，摆线拉力大小为F2，摆球加速度大小为a2，则(

)A．F1＞F2，a1＝a2

B．F1＜F2，a1＝a2C．F1＞F2，a1＞a2

D．F1＜F2，a1＜a2以小球为研究对象由A→C过程中在C点受力情况mgF1f洛F1＋f洛－mg＝ma1由B→C过程中在C点受力情况mgF2f洛F2－f洛’－mg＝ma2Bvv对点练习洛伦兹力的方向2．如图7所示，带负电荷的摆球在一匀强磁场中摆动．匀强磁场的对点练习带电粒子在磁场中的圆周运动vA对点练习带电粒子在磁场中的圆周运动vA洛伦兹力作用下的带电体的运动整体法处理要注意我们研究的阶段隔离法处理f(ma+mb)gFNv↑f↑a↓fba↓Cfba对点练习洛伦兹力作用下的带电体的运动整体法处理要注意我们研究的阶段隔再见再见高中物理·选修3-1·教科版第三章磁场3.4磁场对运动电荷的作用——洛伦兹力高中物理·选修3-1·教科版第三章磁场3.4磁场对1知道什么是洛伦兹力，会用左手定则判断洛伦兹力的方向2掌握洛伦兹力公式的推导过程，会计算洛伦兹力的大小知道洛伦兹力做功的特点3掌握带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的规律和分析方法目标定位运动电荷在磁场中受到的力4掌握洛伦兹力作用下的带电体的运动特点和处理方法1知道什么是洛伦兹力，会用左手定则判断洛伦兹力的方向2掌握一、洛伦兹力的方向和大小1、（1）运动电荷（2）宏观表现[想一想]：当入射粒子为负电荷时，如何使用左手定则判断洛伦兹力方向？答：当入射粒子为负电荷时，我们使四指指向负电荷运动的反方向，此时拇指的指向就是负电荷的所受洛伦兹力的方向.二、带电粒子在磁场中的运动1、垂直

不做功

大小

方向

预习导学2、(1)qvB(2)0

3、(1)磁感线

正电荷运动的方向

洛伦兹力

相反

(2)B和v

2、匀速圆周运动

洛伦兹力

3、[想一想]同种带电粒子以不同的速度垂直射入同一匀强磁场中它们的运动周期相同吗？答案相同．周期表达式告诉我们，带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期与速度无关.一、洛伦兹力的方向和大小1、（1）运动电荷（2）宏观表现一、洛伦兹力的方向1.判断方法：左手定则,使用左手定则时注意四指指向正电荷的运动方向，四指指向负电荷运动的反方向．2.F⊥B，F⊥v，F垂直于B、v确定的平面，但B与v不一定垂直．3.洛伦兹力的方向随电荷运动方向的变化而变化．但无论怎么变化，洛伦兹力都与运动方向垂直，故洛伦兹力永不做功，它只改变电荷的运动方向，不改变电荷速度大小．课堂讲义运动电荷在磁场中受到的力一、洛伦兹力的方向1.判断方法：左手定则,使用左手定则【例1】如下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)()[借题发挥]确定洛伦兹力的方向还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．FFF根据左手定则可得四幅图的洛伦兹力方向FC课堂讲义【例1】如下图所示的磁感应强度B电荷的运动速度v和磁场对电荷二、洛伦兹力的大小课堂讲义二、洛伦兹力的大小课堂讲义2．洛仑兹力与电场力的比较：（1）洛仑兹力F=qvB：只有运动电荷，且运动电荷的运动方向与磁场方向不平行时才受到洛仑兹力；洛仑兹力的方向总与速度方向垂直，用左手定则判断。（2）电场力F＝qE：只要是电荷在电场中就要受到电场力；电场力的方向与场强E同线（正电荷与E同向，负电荷与E反向）。课堂讲义2．洛仑兹力与电场力的比较：（1）洛仑兹力F=qvB：只有运【例2】在图3-5-2所示的各图中，匀强磁场的磁感应强度均为B，带电粒子的速率均为v，带电荷量均为q.试求出图中带电粒子所受洛伦兹力的大小，并指出洛伦兹力的方向．(1)因v⊥B，所以F＝qv

B，方向与v垂直向左上方F由于v与B平行，所以不受洛伦兹力．v∥v⊥F课堂讲义【例2】在图3-5-2所示的各图中，匀强磁场的磁感应强度均为三、带电粒子在匀强磁场中的运动课堂讲义三、带电粒子在匀强磁场中的运动课堂讲义课堂讲义课堂讲义B课堂讲义B课堂讲义四、洛仑兹力作用下的带电体的运动分析带电体在磁场中的受力运动问题，与力学方法相似：首先要受力分析，然后根据运动状态，选择恰当的物理规律．课堂讲义四、洛仑兹力作用下的带电体的运动分析带电体在磁场中的受力运动小滑块的初状态离开斜面时FN=0，洛伦兹力应垂直斜面向上，从而可以判断所带电荷的正负小物块到达斜面底端时刚好离开斜面课堂讲义【例4】一个质量m＝0.1g的小滑块，带有q＝5×10－4C的电荷量，放置在倾角α＝30°的光滑斜面上(绝缘)，斜面固定且置于B＝0.5T的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，如图所示，小滑块由静止开始沿斜面滑下，斜面足够长，小滑块滑至某一位置时，要离开斜面(g取10m/s2)．求：(1)小滑块带何种电荷？(2)小滑块离开斜面时的瞬时速度多大？(3)该斜面长度至少多长？小滑块的初状态离开斜面时FN=0，洛伦兹力应垂直斜面向上，从【例题4】一个质量m＝0.1g的小滑块，带有q＝5×10－4C的电荷量，放置在倾角α＝30°的光滑斜面上(绝缘)，斜面固定且置于B＝0.5T的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，如图所示，小滑块由静止开始沿斜面滑下，斜面足够长，小滑块滑至某一位置时，要离开斜面(g取10m/s2)．求：(1)小滑块带何种电荷？(2)小滑块离开斜面时的瞬时速度多大？(3)该斜面长度至少多长？若要使小滑块离开斜面，则洛伦兹力F应垂直斜面向上，根据左手定则可知，小滑块应带负电荷．课堂讲义αmgFNF(1)小滑块在沿斜面下滑的过程中，受力如图所示【例题4】一个质量m＝0.1g的小滑块，带有q＝5×10－【例题4】一个质量m＝0.1g的小滑块，带有q＝5×10－4C的电荷量，放置在倾角α＝30°的光滑斜面上(绝缘)，斜面固定且置于B＝0.5T的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，如图所示，小滑块由静止开始沿斜面滑下，斜面足够长，小滑块滑至某一位置时，要离开斜面(g取10m/s2)．求：(1)小滑块带何种电荷？(2)小滑块离开斜面时的瞬时速度多大？(3)该斜面长度至少多长？(2)小滑块沿斜面下滑的过程中，垂直于斜面方向得F＋FN＝mgcosα，当支持力FN＝0时，小滑块脱离斜面．设此时小滑块速度为vmax，则洛伦兹力F＝Bqvmax，课堂讲义【例题4】一个质量m＝0.1g的小滑块，带有q＝5×10－【例题4】一个质量m＝0.1g的小滑块，带有q＝5×10－4C的电荷量，放置在倾角α＝30°的光滑斜面上(绝缘)，斜面固定且置于B＝0.5T的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，如图所示，小滑块由静止开始沿斜面滑下，斜面足够长，小滑块滑至某一位置时，要离开斜面(g取10m/s2)．求：(1)小滑块带何种电荷？(2)小滑块离开斜