2019-2020年高中物理 3.5《探究洛倫茲力》學(xué)案 粵教版選修3-1.doc

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探究洛倫茲力 經(jīng)典例題 【例1】圖16－49是表示磁場(chǎng)磁感強(qiáng)度B，負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)方向v和磁場(chǎng)對(duì)電荷作用力f的相互關(guān)系圖，這四個(gè)圖中畫得正確的是(B、v、f兩兩垂直) [ ] 解答：正確的應(yīng)選A、B、C． 點(diǎn)撥：由左手定則可知四指指示正電荷運(yùn)動(dòng)的方向，當(dāng)負(fù)電荷在運(yùn)動(dòng)時(shí)，四指指示的方向應(yīng)與速度方向相反． 【例2】帶電量為＋q的粒子，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，下面說法中正確的是 [ ] A．只要速度大小相同，所受洛倫茲力就相同 B．如果把＋q改為－q，且速度反向且大小不變，則洛倫茲力的大小、方向均不變 C．只要帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，它一定受到洛倫茲力作用 D．帶電粒子受到洛倫茲力越小，則該磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度越小 解答：正確的應(yīng)選B． 點(diǎn)撥：理解洛倫茲力的大小、方向與哪些因素有關(guān)是關(guān)鍵． 【例3】如果運(yùn)動(dòng)電荷除磁場(chǎng)力外不受其他任何力的作用，則帶電粒子在磁場(chǎng)中作下列運(yùn)動(dòng)可能成立的是 [ ] A．作勻速直線運(yùn)動(dòng) B、作勻變速直線運(yùn)動(dòng) C．作變加速曲線運(yùn)動(dòng) D．作勻變速曲線運(yùn)動(dòng) 點(diǎn)撥：當(dāng)v∥B時(shí)，f＝0，故運(yùn)動(dòng)電荷不受洛倫茲力作用而作勻速直線運(yùn)動(dòng)．當(dāng)v與B不平行時(shí)，f≠0且f與v恒垂直，即f只改變v的方向．故運(yùn)動(dòng)電荷作變加速曲線運(yùn)動(dòng)． 參考答案：AC 【例4】如圖16－50所示，在兩平行板間有強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)，方向豎直向下，一帶電量為q的負(fù)粒子(重力不計(jì))，垂直于電場(chǎng)方向以速度v飛入兩板間，為了使粒子沿直線飛出，應(yīng)在垂直于紙面內(nèi)加一個(gè)怎樣方向的磁場(chǎng)，其磁感應(yīng)強(qiáng)度為多大？ 點(diǎn)撥：要使粒子沿直線飛出，洛倫茲力必須與電場(chǎng)力平衡． 參考答案：磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向應(yīng)垂直于紙面向內(nèi)，大小為E/v 【例5】、運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的作用力，叫做 。 解析：洛倫茲力。荷蘭物理學(xué)家洛倫茲首先提出了運(yùn)動(dòng)電荷產(chǎn)生磁場(chǎng)和磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有作用力的觀點(diǎn)，為紀(jì)念他，人們稱這種力為洛倫茲力。通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)。 試判斷下圖中所示的帶電粒子剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)所受的洛倫茲力的方向. 解析：伸開左手，使大拇指和其余四指垂直，且處于同一平面內(nèi)，把手放入磁場(chǎng)中，讓磁感線垂直穿入手心，四指指向正電荷運(yùn)動(dòng)的方向，那么，拇指所指的方向就是正電荷所受洛倫茲力的方向。運(yùn)動(dòng)的負(fù)電荷在磁場(chǎng)中所受的洛倫茲力，方向跟正電荷受的力相反。在用左手定則判斷時(shí)，若四指指向是電荷運(yùn)動(dòng)的反方向，那么拇指所指的方向就是負(fù)電荷所受洛倫茲力的方向。甲中正電荷所受的洛倫茲力方向向上；乙中正電荷所受的洛倫茲力方向向下；丙中正電荷所受的洛倫茲力方向垂直于紙面指向讀者；丁中正電荷所受的洛倫茲力的方向垂直于紙面指向紙里。 【例6】、如圖所示，一個(gè)帶正電q的小帶電體處于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，若小帶電體的質(zhì)量為m，為了使它對(duì)水平絕緣面正好無壓力，應(yīng)該（ ） （已知洛倫茲力大小為f＝qvB） A．使B的數(shù)值增大 B．使磁場(chǎng)以速率 v＝，向上移動(dòng) C．使磁場(chǎng)以速率v＝，向右移動(dòng) D．使磁場(chǎng)以速率v＝，向左移動(dòng) 解析：為使小球?qū)ζ矫鏌o壓力，則應(yīng)使它受到的洛倫茲力剛好平衡重力，磁場(chǎng)不動(dòng)而只增大B，靜止電荷在磁場(chǎng)里不受洛倫茲力， A不可能；磁場(chǎng)向上移動(dòng)相當(dāng)于電荷向下運(yùn)動(dòng)，受洛倫茲力向右，也不可能平衡重力，故B、C也不對(duì)；磁場(chǎng)以V向左移動(dòng)，等同于電荷以速率v向右運(yùn)動(dòng)，此時(shí)洛倫茲力向上。當(dāng) qvB＝mg時(shí)，帶電體對(duì)絕緣水平面無壓力，則v＝，選項(xiàng) D正確。 2019-2020年高中物理 3.5《探究洛倫茲力》學(xué)案 粵教版選修3-1 1．關(guān)于帶電粒子所受洛倫茲力f、磁感應(yīng)強(qiáng)度B和粒子速度v三者方向之間的關(guān)系，下列說法正確的是 [ ] A．f、B、v三者必定均保持垂直 B．f必定垂直于B、v，但B不一定垂直于v C．B必定垂直于f、v，但f不一定垂直于v D．v必定垂直于f、B，但f不一定垂直于B 2．下列說法正確的是 [ ] A．運(yùn)動(dòng)電荷在磁感應(yīng)強(qiáng)度不為零的地方，一定受到洛倫茲力作用 B．運(yùn)動(dòng)電荷在某處不受洛倫茲力作用，則該處的磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零 C．洛倫茲力既不能改變帶電粒子的動(dòng)能，也不能改變帶電粒子的動(dòng)量 D．洛倫茲力對(duì)帶電粒子不做功 3．如圖16－51所示的正交電場(chǎng)和磁場(chǎng)中，有一粒子沿垂直于電場(chǎng)和磁場(chǎng)的方向飛入其中，并沿直線運(yùn)動(dòng)(不考慮重力作用)，則此粒子 [ ] A．一定帶正電 B．一定帶負(fù)電 C．可能帶正電或負(fù)電，也可能不帶電 D．一定不帶電 4．如圖16－52所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)方向豎直向下，勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向水平向里，有一正離子恰能沿直線從左到右水平飛越此區(qū)域，則 [ ] A．若電子從右向左飛入，電子也沿直線運(yùn)動(dòng) B．若電子從右向左飛入，電子將向上偏轉(zhuǎn) C．若電子從右向左飛入，電子將向下偏轉(zhuǎn) D．若電子從左向右飛入，電子也沿直線運(yùn)動(dòng) 參考答案 1．B 2．D 3．C 4．BD