§-洛伦兹力初探
第1章 第6节洛伦兹力初探
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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________ 、
§-洛伦兹力初探共18页PPT
6、黄金时代是在我们的前面，而不在 我们的 后面。
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7、心急吃不了热汤圆。
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8、你可以很有个性，但某些时候请收 敛。
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9、只为成功找方法，不为失败找借口 (蹩脚 的工人 总是说 工具不 好)。
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10、只要下定决心克服恐惧，便几乎 能克服 任何恐 惧。因 为，请 记住， 除了在 脑海中 ，恐惧 无处藏 身。-- 戴尔． 卡耐基 。
谢谢！
51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
55、 为 中 华 之 崛起而 读书。 ——周 恩来
19-20 第1章 第6节 洛伦兹力初探
(×)
(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．
(×)
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[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．
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．]
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带电粒子在磁场中偏转及其应用 1．电视机显像管原理 显像管由电子枪(应用热电子发射和电场加速的原理，发出高速 电子束)、线圈(利用电流的磁效应产生磁场)、荧光屏(荧光物质在高 速电子的轰击下发光)和玻璃屏幕(保护作用)四部分组成(如图所示)．
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合作探究 攻重难
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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．
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2．对阴极射线管的认识，下列说法错误的是( ) A．阴极射线管是用来观察电子束运动轨迹的装置 B．阴极射线管内部抽成真空 C．借助阴极射线管我们可以看到每个电子的运动轨迹 D．阴极射线管工作时，它的阴极和阳极之间存在强电场 C [运动的电子是用肉眼看不到的，在阴极射线管中我们是借 助大量电子轰击荧光物质发光来观察电子束运动径迹的，但不是一 个电子的轨迹．]
高中物理新选修课件研究洛伦兹力
实验结果展示和误差来源分析
实验结果展示
将实验数据以表格或图像的形式呈现出 来，可以直观地看出洛伦兹力的大小与 各个因素之间的关系。
VS
误差来源分析
实验中可能存在的误差来源包括电路连接 不良、电表读数误差、环境因素（如温度 、湿度）对实验结果的影响等。为了减小 误差，可以采取多次测量取平均值、使用 更精确的测量仪器等方法。
洛伦兹力与电场力联系
在电磁场中，电场和磁场是相互联系的。当电荷在电场中运 动时，会受到电场力的作用；当电荷在磁场中运动时，会受 到洛伦兹力的作用。这两种力都是电磁相互作用的表现，它 们之间存在一定的联系和相互影响。
洛伦兹力方向判断方法
左手定则
左手定则是判断洛伦兹力方向的基本方法。将左手掌摊平，让磁感线穿过手掌心，四指 表示正电荷运动方向，则和四指垂直的大拇指所指方向即为洛伦兹力的方向。但须注意 ，运动电荷是正的，大拇指的指向即为洛伦兹力的方向；反之，如果运动电荷是负的，
的方向。
洛伦兹力大小影响因素
电荷量
电荷量越大，受到的洛伦兹 力也越大。
电荷速度
电荷速度越大，受到的洛伦 兹力也越大。
磁感应强度
磁感应强度越大，受到的洛 伦兹力也越大。
速度方向与磁场 方向夹角
当速度方向与磁场方向垂直 时，受到的洛伦兹力最大； 当速度方向与磁场方向平行 时，受到的洛伦兹力为零。 因此，速度方向与磁场方向 的夹角也是影响洛伦兹力大 小的重要因素之一。
危害
涡流会导致导体发热，造成能量损失；同时涡流还可能使导体受到机械力的作用，造成破 坏。
防止措施
采用相互绝缘的薄硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯，这样可以大大减少涡流引起的 热量和机械力。
05 实验探究：验证洛伦兹力 存在并测量其大小
有关洛伦兹力的分析
有关洛伦兹力的分析安培力是磁场对电流的作用力，洛伦兹力是磁场对运动电荷的作用力。
安培力可以看作是作用在每个运动电荷上的洛伦兹力的合力。
二者紧密的联系在一起。
1、洛伦兹力的方向（1）理论推导洛伦兹力大小的公式，并标注各物理量的意义：nqSvtSL nq Q =∙=（Q 为t 时间内通过导体横截面的电荷量。
其中n 为单位体积内电荷数，s 为导体横截面积，v 为电荷运动速度）nqSv t==Q I ，vt nqSv B BIL )(F ==安 设磁场对每个运动电荷的洛伦兹力为f ，则f nvSt F )（安=得f=qvB（2）洛伦兹力的表达式：qvB f =适用条件：速度与磁场方向垂直的情况 带电粒子做匀速圆周运动的向心力是由洛伦兹力提供的；洛伦兹力对带电粒子不做功，因为洛伦兹力始终与电荷运动方向垂直。
洛伦兹力与速度方向在同一个平面内，所以带电粒子只能在平面内运动。
3、推导带电粒子的轨道半径和周期 质量为m 、电量为q 的带电粒子，以速度v 垂直射入磁感应强度为B 的匀强磁场中，试推导带电粒子做匀速圆周运动的轨道半径R 和周期T 公式：由R m v qvB 2=,得R=qBm v 由=T v 2R π，得T=qB m π2典型例题知识点1：洛伦兹力与力学相结合的综合问题例1、质量为0.1g 的小物块带有5×10-4C 的电荷,放在倾角为300且足够长的光滑绝缘的斜面sm v /32x上,整个装置放在磁感应强度为0.5T 的匀强磁场中,如图所示.物块由静止下滑,滑到某个位置时离开斜面,求:（1）物块带何种电荷?（2）物块刚离开斜面时的速度多大?（3）物块从静止到刚离开斜面的过程中做什么运动,斜面至少多长?答案与解析：（1）物块物块沿斜面向下滑的过程中，若能脱离斜面，则洛伦兹力应垂直斜面向上，由左手定则可判得，带负电(2)当物块离开斜面时，物块对斜面的压力为0，受力如图所示Bqv=mgcos300（3）物块从静止到刚离开斜面的过程中加速度不变，a=gsin300=5m/s 2，做匀加速直线运动，由v 2=2ax ，得L=1.2m点拨提升：带点物体在磁场中受力，除了按以往力学受力分析：重力、弹力、摩擦力外，再加上洛伦兹力。
洛伦兹力初探
洛伦兹力初探奥斯特实验的启示洛伦兹力初探一.知识要点:1. 奥斯特(丹麦)实验发现了电流的磁效应,说明电流能够产生磁场.2. 磁场对通电导体的作用力(安培力)a 安培发现(法国)b 安培力大小的计算公式:F=IBL (只适用于导线与磁场垂直的情况)c 安培力的方向:左手定则判定(伸开左手,使拇指与四指在同一个平面内并跟四指垂直,让磁感线垂直穿入手心,使四指指向电流的方向,这时拇指所指的就是通电导体所受安培力的方向.)例题1:如图示,一根长为l,质量为m的导线AB,用软导线悬挂在方向水平的磁感强度为B的匀强磁场中,现要使悬线张力为零,则导线AB通电方向怎样?电流强度是多大?分析和解答:要使悬线张力为零,导线AB受到的磁场力必需向上,由左手定则可判知电流方向是A指向B.设悬线张力刚好为零,由二力平衡得 IBL=mg因此I=mg/BL3. 磁场对运动电荷的作用力(洛伦兹力)a 洛伦兹发现(荷兰)b 洛伦兹力大小的计算公式:F=qvB(只适用于电荷速度v方向与磁感应强度B方向垂直的情况)c 洛伦兹力的方向:左手定则判定(伸开左手,使拇指与四指在同一个平面内并跟四指垂直,让磁感线垂直穿入手心,使四指指向正电荷运动方向,这时拇指所指的就是运动电荷所受洛伦兹力的方向.)d 洛伦兹力永远与速度v垂直,所以洛伦兹力永远不做功.4．磁偏转与显像管磁偏转—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_shy;显像管—显示器的主要元件,带有磁偏转装置.显像管通过洛伦兹力控制电子打在荧光屏上的位置构成画面.为了让显示器有清晰的图像,显像管的设计,生产及使用都应注意防止磁场对成像的干扰.例题2:第一台回旋加速器的发明者是(),回旋加速器的原理—带电粒子在D形盒中的运动:受垂直于运动方向的()作用而做圆周运动;粒子在两D形盒间隙内,被()加速;粒子每运动半周,电场同步地改变一次().答案:劳伦斯(美国物理学家);洛伦兹力;电场;方向.二.堂上练习:1．如图3所示,条形磁铁放在水平桌面上,其中央正上方固定一根直导线,导线与磁铁垂直,并通以垂直纸面向外的电流, [ ]A．磁铁对桌面的压力减小.不受桌面摩擦力的作用B．磁铁对桌面的压力减小.受到桌面摩擦力的作用C．磁铁对桌面的压力增大,个受桌面摩擦力的作用D．磁铁对桌面的压力增大,受到桌面摩擦力的作用2．匀强磁场中有一段长为0.2m的直导线,它与磁场方向垂直,当通过3A的电流时,受到60_10-2N的磁场力,则磁场的磁感强度是______特;当导线长度缩短一半时,磁场的磁感强度是_____特;当通入的电流加倍时,磁场的磁感强度是______特．3．一根通有电流I的直铜棒用软导线挂在如图6所示匀强磁场中,此时悬线中的张力大于零而小于铜棒的重力．欲使悬线中张力为零,可采用的方法有 [ ]A．适当增大电流,方向不变B．适当减小电流,并使它反向C．电流大小.方向不变,适当增强磁场D．使原电流反向,并适当减弱磁场4．一个电子匀强磁场中运动而不受到磁场力的作用,则电子运动的方向是______．5．带电为+q的粒子在匀强磁场中运动,下面说法中正确的是 [ ]A．只要速度大小相同,所受洛仑兹力就相同B．如果把+q改为-q,且速度反向大小不变,则洛仑兹力的大小,方向均不变C．洛仑兹力方向一定与电荷速度方向垂直,磁场方向一定与电荷运动方向垂直D．粒子只受到洛仑兹力作用,其运动的动能.动量均不变6．请你简单介绍磁流体发电机的原理.7．有电子.质子.氘核.氚核,以同样速度垂直射入同一匀强磁场中,它们都作匀速圆周运动,则轨道半径最大的粒子是 [ ]A．氘核 B．氚核C．电子D．质子8．关于回旋加速器,下面说法中正确的是 [ ]A．回旋加速器是利用磁场对运动电荷的作用使带电粒子的速度增大的B．回旋加速器是利用电场加速的C．回旋加速器是利用通过多次电场加速使带电粒子获得高能量的D．带电粒子在回旋加速器中不断被加速,因而它做圆周运动一周所用的时间越来越短9．太阳大爆发的周期约11y,每次大爆发使太阳磁极发生一次逆转,由此引起的太阳风约需4d到达地球表面(光从太阳到达地球约需500s).1989年发生的逆转使在地球高纬度地区可看到强烈的极光现象,甚至造成了加拿大魁北克市(约北纬47度)大面积的停电事故.试分析造成电网跳闸的可能原因.10．如图9所示,M.N为水平位置的两块平行金属板,板间距离为d,两板间电势差为U．当带电量为q.质量为m的正离子流以速度V0沿水平方向从两板左端的中央O点处射入,因受电场力作用,离子作曲线运动,偏向M板(重力忽略不计)．今在两板间加一匀强磁场,使从中央O处射入的正离流在两板间作直线运动．则磁场的方向是______,磁感应强度B＝______．三．家庭作业:1．如图4所示,将通电线圈悬挂在磁铁N极附近:磁铁处于水平位置和线圈在同一平面内,且磁铁的轴线经过线圈圆心,线圈将[]A．转动同时靠近磁铁B．转动同时离开磁铁C．不转动,只靠近磁铁D．不转动,只离开磁铁2．一个电视显像管的电子束里电子的动能EK＝12000eV．这个显像管的位置取向刚好使电子水平地由南向北运动．已知地磁场的竖直向下分量B＝5.5_10-5T,试问(1)电子束偏向什么方向?(2)电子束在显像管里由南向北通过y＝20cm路程,受洛仑兹力作用将偏转多少距离?电子质量m＝9.1_10-31kg,电量e＝1.6_10-19C．。
洛伦兹力初探正式版
再见！
诗歌是一种忧郁的媒体，而诗人的使命是孤独的。垂下的头颅只是为了让思想扬起，你若有一个不屈的灵魂，脚下就会有一片坚实的土地。 只要春天还在我就不 会悲哀纵使黑夜吞噬了一切太阳还可以重新回来
只要生命还在我就不会悲哀纵使陷身茫茫沙漠还有希望的绿洲存在只要明天还在我就不会悲哀冬雪终会悄悄融化春雷定将滚滚而来 我和这个世界不熟。 这并非 是我安静的原因。 我依旧有很多问题， 问南方，问故里，问希望，问距离。我和这个世界不熟。 这并非是我绝望的原因。 我依旧有很多热情， 给分开，给死亡， 给昨天，给安寂。 我和这个世界不熟。 这并非是我虚假的原因。 我依旧有很多真诚， 离不开，放不下，活下去，爱得起。 我和这个世界不熟。 这并非是我孤 寂的原因。 我依旧有很多诉求， 需慰藉，待分享，惹心烦，告诉你。 我和这个世界不熟。 这并非是我冷漠的原因。 我依旧有很多动情， 为时间，为白为天黑， 畏天命。那时我们有梦，一切都是命运，一切都是烟云一切都是没有结局的开始，一切都是稍纵即逝的追寻，一切欢乐都没有微笑，一切苦难都没有泪痕，一切 语言都是重复，一切交往都是初逢，一切爱情都在心里，一切往事都在梦中，一切希望都带着注释，一切信仰都带着呻吟，一切爆发都有片刻的宁静，一切死亡 都有冗长的回声。 走吧，落叶吹进深谷，歌声却没有归宿。走吧，冰上的月光，已从河面上溢出。走吧，眼睛望着同一片天空，心敲击着暮色的鼓。走吧，我们
刚才同学们讨论的，正是我们的显示器所 需要的技术！
显示器基本结构
电子枪——产生高能电子束 通电线圈——提供磁场，使电子束发生偏转 荧光屏——使电子束发光
显示器接收到影像信号时，电子束从荧光 屏左上角开始从左向右扫描出一条水平线，之 后再扫描下面一条水平线。
高中物理 第一章 电与磁 1.6 洛伦兹力初探素材 粤教版
1.6 洛伦兹力初探知识点1 洛伦兹力 1．洛伦兹力的大小和方向（1）洛伦兹力大小的计算公式：sin F qvB θ=，式中θ为v 与B 之间的夹角，当v 与B 垂直时，F qvB =；当v 与B 平行时，0F =，此时电荷不受洛伦兹力作用．（2）洛伦兹力的方向：F v B 、、方向间的关系，用左手定则来判断．注意：四指指向为正电荷的运动方向或负电荷运动方向的反方向；洛伦兹力既垂直于B 又垂直于v ，即垂直于B 与v 决定的平面．（3）洛伦兹力的特征①洛伦兹力与电荷的运动状态有关．当0v =时，0F =，即静止的电荷不受洛伦兹力．②洛伦兹力始终与电荷的速度方向垂直，因此，洛伦兹力只改变运动电荷的速度方向，不对运动电荷做功，不改变运动电荷的速率和动能．2．洛伦兹力与安培力的关系（1）洛伦兹力是单个运动电荷受到的磁场力，而安培力是导体中所有定向移动的自由电荷所受洛伦兹力的宏观表现．（2）洛伦兹力永不做功，而安培力可以做功． 3．洛伦兹力和电场力的比较知识框架知识讲解知识点2 带电粒子在匀强磁场中的运动 1．几个重要的关系式：①向心力公式：2v qvB m r=②轨道半径公式：mv r Bq= ③周期公式：2m T Bq π=；频率12Bqf T mπ== ④角速度2qB T mπω==由此可见：A 、T 与v 及r 无关，只与B 及粒子的比荷有关；B 、荷质比qm相同的粒子在同样的匀强磁场中，T f 、和ω相同． 2．圆心的确定方法：①已知入射方向和出射方向：分别画出入射点和出射点的洛伦兹力方向，其延长线的交点即为圆心； ②已知入射方向和出射点：连接入射点和出射点，画出连线的中垂线，再画出入射点的洛伦兹力方向，中垂线和洛伦兹力方向的交点即为圆心．3．半径的确定和计算：圆心找到以后，自然就有了半径（一般是利用粒子入、出磁场时的半径）．半径的计算一般是利用几何知识，常用解三角形的方法及圆心角等于圆弧上弦切角的两倍等知识． 4．运动时间的确定：利用圆心角与弦切角的关系，或者是四边形内角和等于360︒计算出圆心角θ的大小，由公式360t Tθ=可求出运动时间．有时也用弧长与线速度的比．如图所示：知识讲解5．还应注意到：①速度的偏向角ϕ等于弧AB 所对的圆心角θ．②偏向角ϕ与弦切角α的关系为：180ϕ<︒，2ϕα=；180ϕ>︒，3602ϕα=︒-；③对称规律：A 、从同一直线边界射入的粒子，再从这一边射出时，速度与边界的夹角相等；B 、在圆形磁场区域内，沿径向射入的粒子，必沿径向射出．。
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洛伦兹力方向——左手定则
四指指正电荷运动的方向，（与负电荷运动相反） 磁感线垂直穿过手心，拇指所指是洛伦兹力方向
注意：F洛 B，F洛 v
判断下列粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力 的方向.
-q
v F
v
甲
+q
乙 F
-q v
丙丁
v +q
F垂直纸面向里
F垂直纸面向外
【例题】依运动轨迹，判断图中发 射出的带电粒子的电性。
磁场对通电导体有力的作用，电流是 怎样形成的呢？？
电荷的定向移动形成的
荷兰物理学家洛伦兹的猜想： 磁场对通电导体的作用力，实际上 是作用在运动电荷上的；而通电导 体所受的安培力，则是运动电荷所 受磁场力的宏观表现。
阴极射线管结构示意图 阴极射线管——观察电子束运动轨迹的装置
实验分析
现象：没有外磁场时，电子束沿直线运动； 蹄形磁铁靠近时，电子束发生偏转。
第六节 洛伦兹力初探
1、奥斯特实验：发现电流的磁效应 2、安培定则（右手螺旋定则）
N S
3、安培力的方向——左手定则
左手定则： 磁感线垂直手心 四指指向电流方向 拇指所指是安培力方向
4、安培力的大小
FB
FI
FL
画出图中第三者的方向。
×F
F
F
F
【注意】安培力的方向与电流垂பைடு நூலகம்，也与磁 场垂直！！
F B F v
例1 (单选)如图1－6－2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( B )
A．竖直向上偏转
B．竖直向下偏转
C．垂直纸面向里偏转 D．垂直纸面向外偏转
洛伦兹力的应用
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。
1、显示器
洛伦兹力的应用
2、回旋加速器
结论：磁场对运动电荷有力的作用
实验分析
运动电荷在磁场中受到的作用力， 称为洛伦兹力。
洛伦兹力与安培力的关系
1、宏观上，该段导线受到一个安培力的作用； 2、微观上，每个定向移动的电子都受到洛伦兹 力的作用，而这段导线中所有定向移动电子的洛 伦兹力之和就是安培力。
实验分析
现象：磁场方向改变时，电子束的偏转也发生 改变。