正文描述:《磁场辅导学案--洛伦兹力(经典)专题二.doc》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、磁场辅导学案二-------洛伦兹力一、洛伦兹力1.定义:______________在磁场中所受的力.2.与安培力的关系:通电导线在磁场中所受的安培力是洛伦兹力的______________,而洛伦兹力是安培力的微观本质.二、洛伦兹力的方向和大小1.洛伦兹力的方向(1)左手定则:伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一平面内.让______从掌心进入,并使四指指向____________,这时拇指所指的方向就是运动的正电荷在磁场中所受_____的方向.负电荷受力的方向与正电荷受力的方向______.(2)特点:洛伦兹力的方向与
2、电荷运动方向和磁场方向都______________,即洛伦兹力垂直于速度方向、磁感应强度方向所构成的平面洛伦兹力,只改变带电粒子的速度,不改变速度,对电荷做功.2.洛伦兹力的大小(1)一般公式:F=qvBsinθ,其中θ为________方向与________方向的夹角.(2)当________时,F=qvB.(3)当________时,F=0.3.带电粒子垂直于磁场的进入磁场做半径公式为______,周期为______匀速圆周运动。4.思考:带电粒子在电场中一定受力吗?带电导线在磁场中一定受力吗?带电粒子在磁场中运动一定受力吗?假设受的话
3、方向如何确定?三、带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的分析方法1.圆心的确定:如图2甲、乙所示,试确定两种情况下圆弧轨道的圆心,并总结此类问题的分析方法.图2图3图4总结 两种情况下圆心的确定分别采用以下方法:(1)已知入射方向和出射方向时,可通过入射点和出射点分别作垂直于入射方向和出射方向的直线,两条直线的交点就是圆弧轨道的圆心(如图3所示,图中P为入射点,M为出射点).(2)已知入射点和出射点的位置时,可以通过入射点作入射方向的垂线,连接入射点和出射点,作其中垂线,这两条垂线的交点就是圆弧轨道的圆心(如图4所示,P为入射点,M为出射点).根据
4、以上总结的结论可以分析下面几种常见的不同边界磁场中的运动规律:①直线边界(进出磁场具有对称性,如图5(a)、(b)、(c)所示)图5②平行边界(存在临界条件,如图6(a)、(b)、(c)所示)图6图7③圆形边界(沿径向射入必沿径向射出,如图7所示)2.半径的确定用几何知识(勾股定理、三角函数等)求出半径的大小.3.运动时间的确定粒子在磁场中运动一周的时间为T,当粒子运动的圆弧所对应的圆心角为α时,其运动时间表示为:t=T(或t=T).三.典例讲解1.对洛伦兹力方向的判断例1图2中各图已标出磁场方向、电荷运动方向、电荷所受洛伦兹力方向三者中的两
5、个,试标出另一个的方向.图22.洛伦兹力特点的考察例2.(2009·广东理基)带电粒子垂直匀强磁场方向运动时,会受到洛伦兹力的作用.下列表述正确的是( )A.洛伦兹力对带电粒子做功B.洛伦兹力不改变带电粒子的动能C.洛伦兹力的大小与速度无关D.洛伦兹力不改变带电粒子的速度方向3.通电导线在磁场中的研究例3如图3-4-3所示,质量为m的导体棒AB静止在水平导轨上,导轨宽度为L,已知电源的电动势为E,内阻为r,导体棒的电阻为R,其余接触电阻不计,磁场方向垂直导体棒斜向上与水平面的夹角为θ,磁感应强度为B,求轨道对导体棒的支持力和摩擦力.4.带电
6、粒子在磁场中运动的考察例4.电子质量为m、电荷量为q,以与x轴成θ角的速度v0射入磁感应强度为B的匀强磁场中,最后落在x轴的P点,如图所示,求:(1)的大小;(2)电子由O点射入后到达P点所需时间t.例5.如图所示,匀强磁场的磁感应强度为B,宽度为d,边界为CD和EF.一电子从边界CD外侧以速率v0垂直射入匀强磁场,入射方向与边界CD间夹角为θ.已知电子的质量为m、电荷量为e,为使电子能从磁场的另一侧EF射出,则电子的入射速率v0至少多大?练习题:1..质量为m的通电细杆ab置于倾角为θ的导轨上,导轨的宽度为d,杆ab与导轨间的摩擦因数为μ.
7、有电流时,ab恰好在导轨上静止,如图3-24所示.图(b)中的四个侧视图中,标出了四种可能的匀强磁场方向,其中杆ab与导轨之间的摩擦力可能为零的图是().图3-242.把一小段通电直导线放入磁场中,导线受到安培力的作用,关于安培力的方向,下列说法中正确的是( )A.安培力的方向一定跟磁感应强度的方向相同B.安培力的方向一定跟磁感应强度的方向垂直,但不一定跟电流方向垂直C.安培力的方向一定跟电流方向垂直,但不一定跟磁感应强度方向垂直D.安培力的方向既跟磁感应强度方向垂直,又跟电流方向垂直3.一根长为0.2m、电流为2A的通电导线,放在磁感应强
8、度为0.5T的匀强磁场中,受到磁场力的大小可能是( )A.0.4NB.0.2NC.0.1ND.0N4、关于带电粒子在磁场中的运动,下列说法正确的是()A、带电粒子
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