研究洛伦兹力.ppt

第五节研究洛伦兹力课标定位
学习目标：
1.通过实验探究，感受磁场对运动电荷有力的作用．
2．知道什么是洛伦兹力，会用左手定则判断洛伦兹力的方向．
3．掌握洛伦兹力公式的推导过程．会用公式求洛伦兹力．
重点难点：洛伦兹力方向判断及大小计算．一、洛伦兹力的方向
1．洛伦兹力：荷兰物理学家洛伦兹于1895年发表了磁场对________的作用力公式，人们称这种力为洛伦兹力．
2．阴极射线：在阴极射线管中，从阴极发射出来的______称为阴极射线．
3．实验表明：当运动电荷的速度方向与磁场方向平行时，运动电荷受到的洛伦兹力为____当运动电荷的速度方向与磁场方向垂直时，运动电荷受到的洛伦兹力的方向既与磁场方向____，又与速度方向______4．左手定则：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，且处于同一平面内，把手放入磁场中让磁感线垂直穿入手心，四指指向为______运动的方向，那么____所指的方向就是正电荷所受洛伦兹力的方向．运动的负电荷在磁场中所受的洛伦兹力的方向跟沿相同方向运动的正电荷所受力的方向______思考感悟
1．在用左手定则判断运动的电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向时，四指一定指向电荷的运动方向吗？
提示：不一定，对于正电荷，四指指向电荷的运动方向；但对于负电荷，四指应指向运动的反方向．二、洛伦兹力的大小
1．实验表明：电流在磁场中受到安培力，运动电荷在磁场中受到洛伦兹力．可以推测，安培力可以看作是大量运动电荷所受洛伦兹力的_________
2．公式推导：设有一段长度为L的通电导线，横截面积为S，单位体积内含有的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q，定向移动的平均速度为v，则导线中的电流为I＝_____，将通电直导线垂直于磁场方向放入磁感应强度为B的匀强磁场中，导线所受安培力F安＝BIL＝______，这段导线中含有的运动

电荷数为nLS，所以f＝＝____.综上可知，当电荷在垂直于磁场的方向上运动时，磁场对运动电荷的洛伦兹力f＝____.一、对洛伦兹力的理解
1．大小
(1)只有运动电荷受洛伦兹力，静止电荷不受洛伦兹力．
(2)电荷垂直磁场运动时，洛伦兹力最大，平行磁场运动时不受洛伦兹力．
2．方向
(1)洛伦兹力的方向总是与电荷运动方向和磁场方向垂直，即洛伦兹力的方向总是垂直于电荷运动方向和磁场方向所决定的平面，f、B、v三者的方向关系是：f⊥B，f⊥v，但B与v不一定垂直．(2)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，它只改变电荷运动方向，不改变电荷速度大小．
特别提醒：在实际问题中，由于原子核、离子和电子等微观粒子的重力远小于洛伦兹力，所以往往忽略它们的重力．大家有疑问的，可以询问和交流即时应用(即时突破，小试牛刀)
1．(双选)在只受洛伦兹力的条件下，关于带电粒子在匀强磁场中的运动，下列说法正确的有()
A．只要粒子的速度大小相同，带电荷量相同，粒子所受洛伦兹力大小就相同
B．洛伦兹力只改变带电粒子的运动轨迹
C．洛伦兹力始终与速度垂直，所以洛伦兹力不做功
D．洛伦兹力始终与速度垂直，所以粒子在运动过程中的动能、速度保持不变解析：选BC.速度大小相同的粒子，沿不同方向进入磁场时所受的洛伦兹力的大小不同，所以选项A不正确，洛伦兹力的方向始终与速度方向垂直，所以洛伦兹力只改变速度的方向，不改变速度的大小，动能保持不变，洛伦兹力不做功；但在洛伦兹力的作用下，粒子的运动方向要发生变化，速度就要发生变化，故D选项不正确，B、C正确．二、洛伦兹力与安培力的区别和联系
1．区别
(1)洛伦兹力是指单个运动的带电粒子所受到的磁场力，而安培力是指通电直导线所受到的磁场力．
(2)洛伦兹力恒不做功，而安培力可以做功．
2．联系
(1)安培力是洛伦兹力的宏观表现，洛伦兹力是安培力的微观解释．洛伦兹力和安培力在本质上都是运动电荷在磁场中所受的磁场力．
(2)大小关系：F安＝Nf(N是导体中定向运动的电荷数)．(3)方向关系：洛伦兹力与安培力的方向一致，均可用左手定则进行判断．
特别提醒：虽然安培力是洛伦兹力的宏观表现，但也不能简单地认为安培力就等于所有定向移动的电荷所受洛伦兹力的和，只有当导体静止时，二者才相等．
即时应用(即时突破，小试牛刀)
2．(单选)安培力和洛伦兹力，下列说法中正确的是()
A．安培力和洛伦兹力是性质不同的两种力
B．安培力可以对通电导线做功，洛伦兹力对运动电荷一定不做功
C．运动电荷在某处不受洛伦兹力作用，则该处的磁感应强度一定为零
D．洛伦兹力既不能改变带电粒子的动能，也不能改变带电粒子的运动状态解析：选B.洛伦兹力是磁场对一个运动电荷的磁场力作用，而安培力是磁场对所有参与定向移动的电荷(电流)的磁场力的合力，二者本质都是磁场力，