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第一章電與磁第六節(jié)洛倫茲力初探,欄目鏈接,由于受地球信風(fēng)帶和盛行西風(fēng)帶的影響，在海洋中形成一種河流成為海流，海流中蘊(yùn)藏著巨大的動力資源，據(jù)統(tǒng)計，世界大洋中所有海流的發(fā)電能力達(dá)109kW.早在19世紀(jì)法拉第就曾設(shè)想，利用磁場使海流發(fā)電，因為海水中含有大量的帶電離子，這些離子隨海流做定向運(yùn)動，如果有足夠強(qiáng)的磁場能使這些帶電離子向相反方向偏轉(zhuǎn)，便有可能發(fā)出電來．目前，日本的一些科學(xué)家計劃利用海流建造一座容量為1500kW的磁流體發(fā)電機(jī)．,欄目鏈接,如上圖所示為一磁流體發(fā)電機(jī)的原理示意圖，上、下兩塊金屬板M、N水平放置浸沒在海水里，在金屬板之間加一勻強(qiáng)磁場，磁場方向由南向北，海水從西向東流過兩金屬板之間，將在兩金屬板之間形成電勢差，達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，哪塊金屬板的電勢高？,解答：沿海流方向正離子受洛倫茲力向上，落在M板上，負(fù)離子落在N板上，所以M板電勢高．,欄目鏈接,重點(diǎn)難點(diǎn),(1)洛倫茲力的認(rèn)識；(2)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動軌跡判斷．,欄目鏈接,欄目鏈接,一、洛倫茲力,1．定義：________在磁場中所受到的力叫做洛倫茲力．2．洛倫茲力與安培力的關(guān)系：安培力是洛倫茲力的________________表現(xiàn)．3．當(dāng)電荷以平行于磁場方向的速度進(jìn)入磁場時，電荷不受洛倫茲力的作用．,運(yùn)動電荷,宏觀,欄目鏈接,二、磁場對運(yùn)動電荷的作用,1．實驗：下圖為抽成真空的陰極射線管，從陰極發(fā)射出來的電子束，在陰極和陽極間的________的作用下，轟擊到長條形的熒光屏上發(fā)出熒光，可以顯現(xiàn)出電子束的________．,電場,徑跡,欄目鏈接,2．實驗表明：(1)在沒有外磁場時，電子束是沿________前進(jìn)的．(2)如果把射線管放在蹄形磁鐵的兩極間，熒光屏上顯示出的電子束運(yùn)動的徑跡發(fā)生________，這表明運(yùn)動電荷確實受到了磁場力的作用，這個力通常叫做________．(3)洛倫茲力方向與磁場方向________，與運(yùn)動電荷的運(yùn)動方向________．,直線,彎曲,洛倫茲力,垂直,垂直,欄目鏈接,三、洛倫茲力的作用,1．磁偏轉(zhuǎn)：____________________________________________________.2．顯像管：無外加磁場時電子束__________偏轉(zhuǎn)，電子束將轟擊在熒光屏的________________，并出現(xiàn)一個發(fā)光點(diǎn)．有外加磁場時電子束會__________偏轉(zhuǎn)．3．回旋加速器：為了研究物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)，常常要用高能帶電粒子去轟擊其他粒子，通過回旋加速器可以使帶電粒子獲得很高的能量．,垂直于電子束運(yùn)動方向的磁場使電子束改變方向或發(fā)生偏轉(zhuǎn),無,中心,磁,欄目鏈接,欄目鏈接,考點(diǎn)一影響洛倫茲力方向的因素及左手定則,1．影響洛倫茲力方向的因素：(1)洛倫茲力方向決定于磁場方向、粒子速度方向及粒子的正負(fù)情況．(2)洛倫茲力方向總是垂直于磁場方向，也垂直于速度方向．,欄目鏈接,2．判斷洛倫茲力方向的方法：可用左手定則，即伸開左手，使大拇指跟其余四個手指垂直，并且都跟手掌在一個平面內(nèi)，把手放入磁場中，讓磁感線垂直穿入手心，并使伸開的四指指向正電荷運(yùn)動的方向，則大拇指所指的方向，就是洛倫茲力的方向．若為負(fù)電荷，可用同樣的方法判斷，只是得到的方向與實際方向相反．3．洛倫茲力的特點(diǎn)：因洛倫茲力總是垂直于速度方向，故洛倫茲力永遠(yuǎn)不做功．,欄目鏈接,例1(單選)下列說法正確的是()A．運(yùn)動電荷在磁感應(yīng)強(qiáng)度不為零的地方，一定受到洛倫茲力的作用B．運(yùn)動電荷在某處不受洛倫茲力的作用，則該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零C．洛倫茲力可以改變帶電粒子的動能D．洛倫茲力對帶電粒子不做功,解析：當(dāng)運(yùn)動電荷沿平行于磁場方向射入磁場時，不受洛倫茲力的作用，此時，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不為0，故A、B錯．洛倫茲力的方向始終與速度方向垂直，不做功，所以不能改變帶電粒子的動能，故C錯、D對．答案：D,欄目鏈接,變式練習(xí),1．(多選)關(guān)于安培力和洛倫茲力，如下說法中正確的是()A．帶電粒子在磁場中運(yùn)動時，一定受到洛倫茲力作用B．放置在磁場中的通電導(dǎo)線，一定受到安培力作用C．洛倫茲力對運(yùn)動電荷一定不做功D．運(yùn)動電荷僅在洛倫茲力的作用下，動能一定不變,欄目鏈接,變式練習(xí),解析：當(dāng)通電導(dǎo)線與磁場中平行時不受安培力的作用，B錯，當(dāng)運(yùn)動電荷的運(yùn)動方向與磁場方向平行時，運(yùn)動電荷不受洛倫茲力作用，A錯，洛倫茲力的方向總垂直于電荷運(yùn)動的方向，所以洛倫茲力永遠(yuǎn)不做功，所以CD對．答案：CD,欄目鏈接,考點(diǎn)二帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動,1．帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動：當(dāng)帶電粒子僅受洛倫茲力的作用時，因洛倫茲力始終垂直于速度，所以粒子將做勻速圓周運(yùn)動．2．磁偏轉(zhuǎn)的應(yīng)用：顯像管．運(yùn)動電荷在磁場中受洛倫茲力的作用，運(yùn)動方向不斷發(fā)生改變，帶電粒子在磁場作用下運(yùn)動軌跡發(fā)生偏轉(zhuǎn)，這是顯像管的基本原理．,欄目鏈接,例2(多選)如果運(yùn)動電荷除磁場力外不受其他任何力的作用，則帶電粒子在磁場中做下列運(yùn)動可能成立的是()A．做勻速直線運(yùn)動B．做勻變速直線運(yùn)動C．做變加速曲線運(yùn)動D．做勻變速曲線運(yùn)動,解析：當(dāng)v∥B時，f＝0，故運(yùn)動電荷不受洛倫茲力作用而做勻速直線運(yùn)動．當(dāng)v與B不平行時，f≠0且f與v恒垂直，即f只改變v的方向．故運(yùn)動電荷做變加速曲線運(yùn)動．答案：AC,欄目鏈接,變式練習(xí),2．如果運(yùn)動電荷除磁場力外不受其它任何力的作用，則帶電粒子在磁場中作下列運(yùn)動可能成立的是()A．作勻變速直線運(yùn)動B．作勻變速曲線運(yùn)動C．作變加速直線運(yùn)動D．作變加速曲線運(yùn)動,解析：運(yùn)動電荷在磁場中受洛倫茲力的方向總是垂直于速度方向，所以洛倫茲力只改變速度方向，不改變速度大小，運(yùn)動電荷只能做勻速圓周運(yùn)動．答案：D,欄目鏈接,例3如圖所示，帶正電的粒子q(不計重力)，水平向左進(jìn)入勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直紙面向外．該粒子將()A．向下偏轉(zhuǎn)B．向上偏轉(zhuǎn)C．垂直紙面向里偏轉(zhuǎn)D．垂直紙面向外偏轉(zhuǎn),解析：根據(jù)左手定則，帶正電的粒子q所受的洛倫茲力方向向上，因此該粒子將向上偏轉(zhuǎn)，B選項正確．答案：B,欄目鏈接,