1、学习目标1.知道洛伦兹力的方向与电荷运动方向及磁感应强度方向的关系，会应用左手定则判断洛伦兹力的方向2知道洛伦兹力公式的推导过程，会应用公式计算洛伦兹力的大小3知道电视显像管的基本构造和工作原理.知识图解课前自主学习 一、洛伦兹力的方向和大小1洛伦兹力：(1)定义：运动电荷在磁场中所受的力(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宏观表现2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磁感线从掌心进入，并使四指指向正电荷运动方向，这时拇指所指的方向就是运动的电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向(2)特点：洛伦兹力 FB，Fv，即 F
2、 垂直于 B 与 v 所决定的平面3洛伦兹力的大小：(1)当 v 与 B 成 角时：FqvBsin.(2)当 vB 时：FqvB.(3)当 vB 时：F0.思考：根据洛伦兹力的方向与带电粒子运动方向的关系，请你推测：洛伦兹力对带电粒子运动的速度有什么影响？洛伦兹力对带电粒子做的功是多少？提示：洛伦兹力总是垂直于带电粒子的运动方向，只改变速度的方向，不改变速度的大小，因此洛伦兹力对带电粒子不做功二、电视显像管的工作原理1构造：如图所示，由电子枪、偏转线圈和荧光屏组成2原理：(1)电子枪发射电子(2)电子束在磁场中偏转(3)荧光屏被电子束撞击发光3扫描：在偏转区的水平方向和竖直方向都有偏转磁场，其
3、方向、强弱都在不断变化，使得电子束打在荧光屏上的光点从上向下、从左向右不断移动4偏转线圈：使电子束偏转的磁场是由两对线圈产生的判一判(1)运动的电荷在磁场中受的力叫洛伦兹力，正电荷所受的洛伦兹力的方向与磁场方向相同，负电荷所受的洛伦兹力的方向与磁场方向相反()(2)同一电荷，以相同大小的速度进入磁场，速度方向不同时，洛伦兹力的大小也可能相同()(3)若电荷的速度方向与磁场平行时，不受洛伦兹力()(4)判断电荷所受洛伦兹力的方向时应同时考虑电荷的电性()(5)显像管中偏转线圈中的电流恒定不变时，电子打在荧光屏上的光点是不动的()课堂互动探究知识点一 洛伦兹力方向的判定1遵守法则：同安培力一样洛伦
4、兹力的方向遵守左手定则2F、B、v 三者方向间的关系：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：FB，Fv，但 B 与 v 不一定垂直3特点：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，它只改变电荷的运动方向，不改变电荷速度的大小1下列各图中，运动电荷的速度方向、磁感应强度方向和电荷的受力方向之间的关系正确的是()解析：根据左手定则，A 中 F 方向应向上，B 中 F 方向应向下，故 A 错、B 对C、D 中都是 vB，F0，故 C、D 都
5、错答案：B变式训练1(2017江苏省南通中学期末)航天员若要走出舱外，所穿的宇航服必须要能阻挡宇宙射线的辐射而射向地球的绝大多数宇宙射线，在地磁场洛伦兹力的作用下发生偏转，基本到达不了地球表面如图所示，一束带正电粒子流(类似于宇宙射线)沿图中箭头所示方向通过两磁极间时，其偏转方向为()A向上 B向下C向 N 极D向 S 极解析：蹄形磁铁的磁场方向由 N 指向 S，带正电粒子的运动方向即为电流方向，根据左手定则，洛伦兹力方向向上，则粒子向上偏转，故 A 正确，B、C、D 错误答案：A2.在阴极射线管中电子流方向由左向右，其上方放置一根通有如图所示电流的直导线，导线与阴极射线管平行，则电子将()A
6、向上偏转B向下偏转C向纸里偏转D向纸外偏转解析：由题图可知，直线电流的方向由左向右，根据安培定则，可判定直导线下方的磁场方向为垂直于纸面向里，而电子运动方向由左向右，由左手定则知(电子带负电荷，四指要指向电子运动方向的反方向)，电子将向下偏转，故 B 选项正确答案：B易错警示 判断洛伦兹力方向的三个易错点(1)电荷的正负：判断负电荷所受洛伦兹力方向时，四指应指向负电荷运动的反方向，与判断正电荷受力时的四指指向相反(2)是否受力：当 v 与 B 的方向平行时，电荷不受洛伦兹力，当速度为零时也不受洛伦兹力，无需进行方向判断(3)是否垂直：B 和 v 不一定垂直，但洛伦兹力的方向一定垂直于 B 和
7、v.知识点二 对洛伦兹力的理解和计算1洛伦兹力与安培力的联系和区别区别联系 1.洛伦兹力是指单个运动的带电粒子所受到的磁场力，而安培力是指通电导线(即大量带电粒子)所受到的磁场力2.洛伦兹力永不做功，而安培力可以做功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2.大小关系：F 安NF 洛(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2.洛伦兹力与电场力的比较洛伦兹力电场力 性质磁场对在其中运动的电荷的作用力电场对放入其中电荷的作用力产生条件 v0 且 v 不与 B 平行 电场中无论电荷处于何种状态 F0大小FqvB(vB)FqE方
8、向满足左手定则 FB、Fv正电荷受力方向与电场方向相同，负电荷受力方向与电场方向相反做功情况任何情况下都不做功可能做正功、负功，也可能不做功特别提醒,(1)运动电荷不受洛伦兹力作用的位置，磁感应强度不一定为零，但电荷不受电场力作用的位置，电场强度一定为零(2)洛伦兹力在匀强磁场中一般是变力，而电场力在匀强电场中是恒力.2两个带电粒子以相同的速度垂直磁感线方向进入同一匀强磁场，两粒子质量之比为 1:4，电荷量之比为 1:2，则两带电粒子受洛伦兹力之比为()A2:1 B1:1C1:2 D1:4解析：带电粒子的速度方向与磁感线方向垂直时，洛伦兹力FqvB，与电荷量成正比，与质量无关，C 项正确答案：
9、C变式训练1关于带电粒子在匀强电场和匀强磁场中的运动，下列说法正确的是()A带电粒子沿电场线射入电场，电场力对带电粒子一定做正功，粒子动能增加B带电粒子垂直于电场线方向射入电场，电场力对带电粒子不做功，粒子动能不变C带电粒子沿磁感线方向射入磁场，洛伦兹力对带电粒子一定做正功，粒子动能增加D不管带电粒子怎样射入磁场，洛伦兹力对带电粒子都不做功，粒子动能都不变解析：洛伦兹力总与速度方向垂直，不做功答案：D2.带电油滴以水平速度 v0 垂直进入磁场，恰做匀速直线运动，如图所示，若油滴质量为 m，磁感应强度为 B，则下述说法正确的是()A油滴必带正电荷，电荷量为2mgv0BB油滴必带负电荷，比荷qm
10、gv0BC油滴必带正电荷，电荷量为mgv0BD油滴带什么电荷都可以，只要满足 qmgv0B解析：油滴水平向右匀速运动，其所受洛伦兹力必向上且与重力平衡，故带正电荷，其电荷量 qmgv0B，C 正确答案：C3(多选)(2017山东省德州市月考)如图所示，用丝线吊一个质量为 m 的带电(绝缘)小球处于匀强磁场中，空气阻力不计，当小球分别从 A 点和 B 点向最低点 O 运动且两次经过 O 点时()A小球的动能相同B丝线所受的拉力相同C小球所受的洛伦兹力相同D小球的向心加速度相同解析：带电小球受到的洛伦兹力和绳的拉力与速度方向时刻垂直，对小球不做功，只改变速度方向，不改变速度大小，只有重力做功，故两
11、次经过 O 点时速度大小不变，动能相同，A 正确；小球分别从 A 点和 B 点向最低点 O 运动且两次经过 O 点时速度方向相反，由左手定则可知两次过 O 点时洛伦兹力方向相反，绳的拉力大小也就不同，B、C 错误；由 av2R可知向心加速度相同，D 正确答案：AD随堂达标演练1.关于安培力和洛伦兹力，下列说法正确的是()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：安培力和洛伦兹力都是磁场力，A 错；洛伦兹力方向永远与电
12、荷运动方向垂直，所以洛伦兹力不做功，安培力是洛伦兹力的宏观表现，它虽然对引起电流的定向移动的电荷不做功，但对导线可以做功，B 正确；电荷的运动方向与磁感线方向在一条直线上时，洛伦兹力为零，B 不为零，C 错；洛伦兹力不改变带电粒子的速度大小，但改变速度的方向，D 错答案：B2.在长直通电螺线管中通入变化的电流 i(如图所示电流的方向周期性改变)，并沿着其中心轴线 OO的方向射入一颗速度为v 的电子，则此电子在螺线管内部空间运动的情况是()A匀速直线运动B来回往复运动C变速直线运动D曲线运动解析：通电螺线管内部的磁场方向与轴线平行，故电子进入螺线管后不受洛伦兹力，应做匀速直线运动答案：A3.长直
13、导线 AB 附近，有一带正电的小球，用绝缘细线悬挂在M 点，当导线 AB 通以如图所示的恒定电流时，下列说法正确的是()A小球受磁场力作用，方向与导线 AB 垂直且指向纸里B小球受磁场力作用，方向与导线 AB 垂直且指向纸外C小球受磁场力作用，方向与导线 AB 垂直向左D小球不受磁场力作用解析：电场对其中的静止电荷、运动电荷都有力的作用，而磁场只对其中的运动电荷才有力的作用，且运动方向不能与磁场方向平行，所以 D 选项正确答案：D4.如图所示，一带负电的滑块从粗糙斜面的顶端滑至底端时的速率为 v，若加一个垂直纸面向外的匀强磁场，并保证滑块能滑至底端，则它滑至底端时的速率()A变大B变小C不变D
14、条件不足，无法判断解析：洛伦兹力垂直斜面向下，物体对斜面的压力增大，摩擦力增大，动能减小，速率变小答案：B5(2017衡水高二检测)如图所示，一个质量为 m、带正电荷量为 q 的带电体，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垂直，请回答：(1)能沿下表面滑动，物体速度的大小和方向应满足什么条件？(2)若物体以速度 v0 开始运动，则它沿绝缘面运动的过程中，克服摩擦力做了多少功？解析：(1)若物体沿下表面滑动，则洛伦兹力一定向上，根据左手定则，速度方向向右当物体沿下表面滑动时，满足 qvBmg解得 vmgqB.(2)运动过程中，洛伦兹力和重力不做功当 vmgqB时，mgqvB，摩擦力消失，由动能定理，克服摩擦力做的功W12mv2012mv212mv20mgqB2答案：(1)向右 vmgqB(2)12mv20mgqB2
