1、 1、理解洛伦兹力和安培力的关系，能够由已知的安培力的大小和方向推知洛伦兹力的大小和方向。2、理解洛伦兹力大小的决定因素，弄清弄清洛伦兹力与电场力的区别，能够熟练地运用洛伦兹力的计算公式。3、理解洛伦兹力方向与磁场方向、电流方向的关系，能够熟练地运用左手定则判断洛伦兹力的方向。4、掌握并能熟练地运用洛伦兹力的特点：与速度方向垂直，永远不做功，不改变运动电荷的动能。5、理解速度选择器、磁流体发电机、霍尔效应、电磁流量计的工作原理和作用。学习重点：1、洛伦兹力大小的计算和方向的确定2、解决带电粒子在匀强磁场中的受力和运动问题学习难点：解决带电粒子在匀强磁场中的受力和运动分析及几种基本模型导 学 案
2、洛伦兹力与安培力的关系（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。电流是带电粒子定向运动形成的，通电导线在磁场中受到磁场力（安培力）的作用，提示了带电粒子的定向运动的电荷数。（2）大小关系：，式中的N是导体中的定向运动的电荷数。洛伦兹力与安培力、电场力有何区别和联系（1）洛伦兹力与安培力的关系洛伦兹力是单个运动电荷在磁场中受到的力，而安培力是导体中所有定向移动的自由电荷受到的洛伦兹力的宏观表现；尽管安培力是自由电荷定向移动时受到的洛伦兹力的宏观表现，但也不能认为安培力就简单地等于所有定向移动电荷所受洛伦兹力的和，一般只有当导体静止时才能这样认为；洛伦兹力恒不做功，但安培力却可
3、以做功。可见安培力与洛伦兹力既有紧密相关、不可分割的联系，也有显著的区别。（2）洛伦兹力与电场力的比较这两种力是带电粒子在两种不同的场中受到的力，反映了磁场和电场都有力的性质，但这两种力的区别也是十分明显的。洛伦兹力电场力作用对象仅在运动电荷的速度方向与B不平行时，运动电荷才受到洛伦兹力带电粒子只要处在电场中，一定受到电场力大小、方向，方向与B垂直，与v垂直，用左手定则判断，F的方向与E同向或反向特点洛伦兹力永不做功电场力可做正（或负）功速度选择器工作原理: 如图所示，设带正点的粒子（不计重力）从左边射入正交的匀强电场和匀强磁场中时，受到的电场力方向向下，而受到的洛仑兹力方向向上，则：当时，合
4、力向下，向下偏转。当时，合力向上，向上偏转。当时，粒子受力平衡，才能沿原来的方向穿过平行板，此时有，即。总结：（1）速度选择器只选择速度的大小，而不选择粒子得种类，即自要满足带电粒子就能沿直线通过选择器，而与粒子的电性、电荷量和质量无关。 （2）对某一确定的速度选择器，有确定的入口和出口，带点粒子只能从入口进，才能能沿直线通过选择器，否则必发生偏转。 （3）任何一个存在的正交电场磁场空间都可以看成是速度选择器。磁流体发电机工作原理:磁流体发电机是一项新兴技术，它可以直接把气体的内能转化成为电能，主体构造是一对平行金属板A和B，两板之间存在有强磁场，将一束等离子体（高温下气体发生电离，产生的大量
5、正、负带电粒子就叫做等离子体）喷入两板之间，由于磁场对运动电荷有洛仑兹力的作用，正负电荷分别偏向不同的极板，并在极板A和B上积聚，使AB两板间产生电场，当电场足够强时，等离子体受到的电场力与洛仑兹力平衡，AB板电势差趋于稳定，若把这两极板与外电路相连，就可对外供电，两极板相当于电源的正负两极。 对于上图可以看出，运动电荷在磁场中偏转，正负离子分别到达B、A极板，（B板为电源正极，故电流方向从B经过R到A）使A、B板间存在匀强电场，并在电场作用下，偏转减弱，直到等离子体不发生偏转即匀速穿过时，有，则AB板间电压（其中为平行金属板AB间距离）。霍尔效应工作原理:如图厚度为,宽度为的金属板放在垂直与
6、它的磁感应强度的匀强磁场中,当有电流通过金属，在金属板的上下表面间产生电势差此现象叫霍耳效应、 外部磁场的洛仑兹力使运动的电子聚集在金属板的上侧，使上侧带负电，下侧缺少电子而带正电，(注意电子与电流方向相反)，从而形成电场，对电子长生电场力的作用，其方向与洛仑兹力方向相反，当电场力与洛仑兹力达到平衡时，金属板上下侧形成稳定的电势差。此时有。如果告诉产生的电势差，则可求出金属板内自由电子数目，由和上式联解得：电磁流量计的工作原理:如图所示是电磁流量计的示意图，在非磁性材料制成的圆管道外加一匀强磁场区，当管中的导电液体流过此磁场区域时，间将长生电压,已知磁场的磁感应强度为，测得园管的直径为，导电液
7、体的电阻忽略不计，又假设导电液体充满圆管流过，则可以求出液体的流量（液体单位时间内流过的液体体积）的表达式。稳定时，则，则管中的液体流量：,因为，所以延 伸 案1、关于安培力和洛伦兹力，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动量2、有关电荷所受电场力和洛伦兹力的说法中，正确的是 （ ）A、电荷在磁场中一定受磁场力的作用B、电荷在电场中一定受电场力的作用C、电荷受电场力的方向与该处的电场方向一致D、
8、电荷若受磁场力，则受力方向与该处的磁场方向垂直3、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方向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 动量保持不变4、如图所示，一个带正电q的小带电体处于垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B，若小带电体的质量为m，为了使它对水平绝缘面正好无压力，应该（ ）A、使B的数值增大 B、使磁场以速率 ，向上移动C、使磁场以速率，向右移动 D、使磁场以速率，向左移动5、电子束
9、以一定的初速度沿轴线进入螺线管内，螺线管中通以方向随时间而周期性变化的电流，如图所示，则电子束在螺线管中做 （ ）A、匀速直线运动 B、匀速圆周运动C、加速减速交替的运动 D、来回振动6、如图所示，带电小球在匀强磁场中沿光滑绝缘的圆弧形轨道的内侧来回往复运动，它向左或向右运动通过最低点时 （ ）、速度相同 B、加速度相同C、所受洛伦兹力相同 D、轨道给它的弹力相同7、如图所示,带电平行板间匀强电场竖直向上,匀强磁场方向垂直纸面向里,某带电小球m,带电量为q,从光滑轨道上的a点自由滑下,经轨道端点P进入板间后恰好沿水平方向做直线运动;现使小球从稍低些的b点开始自由滑下,在经过P点进入板间后的运动
10、过程中,以下分析中正确的是（ ）A、其动能将会增大B、其电势能将会增大C、小球所受的洛伦兹力将会逐渐增大D、小球受到的电场力将会增大8、截面为矩形的金属导体，放在图所示的磁场中，当导体中通有图示方向电流时，导体上、下表面的电势、之间有： （ ）A、 B、C、 D、无法判断9、图为电视机中显像管的偏转线圈示意图，它由绕在磁环上的两个相同的线圈串联而成，线圈中通有方向如图所示的电流，当电子束从纸里经磁环中心向纸外射出时，它将：（）A、向上偏转 B、向下偏转 C、向左偏转 D、向右偏转10、如上右图所示，一个质量为m带正电的带电体电荷量为q，紧贴着水平绝缘板的下表面滑动，滑动方向与垂直纸面的匀强磁场
11、B垂直，则能沿绝缘面滑动的水平速度方向_，大小v应不小于_，若从速度开始运动，则它沿绝缘面运动的过程中，克服摩擦力做功为_。11、图为磁流体发电机的示意图。设两金属板间的距离为，两极板间匀强磁场的磁感应强度为。等离子体垂直进入磁场的速度为,单个离子所带的电量为。离子通道（即两极板内所围成空间）的等效电阻为，负载电阻为。求1）该发电机的电动势；2）发电机的总功率。12、一种测量血管中血流速度的仪器原理图，如图,在动脉血管两侧分别安装电极并加磁场,设血管直径为，磁场的磁感应强度为，电压表测出电压为，则血流速度大小为多少？13、如图，质量，的小球，带有的正电荷，套在一根与水平方向成的绝缘杆上，小球可以沿杆滑动，与杆间的动摩擦因数，这个装置放在磁感应强度的匀强磁场中，求小球无初速释放后沿杆下滑的最大加速度和最大速度。
