河北省藁城一中高一物理《35运动电荷在磁场中受到的力（洛伦兹力）》教案VIP免费

3.5运动电荷在磁场中受到的力（洛伦兹力）【学习目标】通过实验，认识洛伦兹力，1、会判断洛伦兹力的方向，2、会推导洛伦兹力大小表达式。3、了解电子束的磁偏转原理及其在科学技术中的应用【课前课前导航】考点1.洛伦兹力1.定义：磁场对运动电荷受到的作用力叫做洛伦兹力．2.大小：F洛=qvBsinθ,(θ为B与v的夹角)（1）当v⊥B时，F洛max=qvB;（2）当v∥B时，F洛min=0;3.洛伦兹力的方向：由左手定则判断。①注意：洛伦兹力一定垂直于B和v所决定的平面（因为它由B、V决定）即F洛⊥B且F洛⊥V;但是B与V不一定垂直（因为它们由自身决定）②四指的指向是正电荷的运动方向或负电荷运动的反方向4.特点：洛伦兹力对电荷不做功，它只改变运动电荷速度的方向，不改变速度的大小。原因：F洛⊥V洛伦兹力和安培力的关系：F洛是F安的微观解释，F安是F洛宏观体现。5.推导洛伦兹力表达式例1.（09年广东理科基础）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解析：根据洛伦兹力的特点,洛伦兹力对带电粒子不做功,A错.B对.根据,可知大小与速度有关.洛伦兹力的效果就是改变物体的运动方向,不改变速度的大小。请自学课本103页课题研究：霍尔效应1、所谓霍尔效应，是指磁场作用于载流金属导体、半导体中的载流子时，产生横向电位差的物理现象。金属的霍尔效应是1879年被美国物理学家霍尔发现的。当电流通过金属箔片时，若在垂直于电流的方向施加磁场，则金属箔片两侧面会出现横向电位差。半导体中的霍尔效应比金属箔片中更为明显，而铁磁金属在居里温度以下将呈现极强的霍尔效应。2、请参照课本103页图课-1，研究a、b两面的电势差U与磁感应强度B、电流强度I、及导体的厚度d、长度l、宽度c的关系3、应用高考内容改革的方向总体上注重能力和素质的考查，特别是加大应用性和能力的考查。霍尔效应本来是大学物理的内容，但它依然可以用高中所学的物理知识来解释，由于它与现代科技应用联系紧密，是考查学生能力的很好的材料，命题者把它融入到现代科技的实际应用中可作为信息迁移题来考查学生的能力，所以在物理高考备考复习中应该引起注意。霍尔效应：如图1所示，将一导电板放在垂直于它的磁场中。当有电流通过它时，垂直于电流和磁场方向会产生一个附加的横向电场，在导电板的两侧会产生一个电势差。这个现象是霍普金斯大学研究生霍尔于1879年发现的，后被称为霍尔效应。霍尔效应可以用带电粒子在磁场中所受的洛仑兹力来说明。因为磁场使导体内移动的电荷发生偏转，结果在两侧分别聚集了正、负电荷，形成电势差。设导电板内定向移动电荷的平均定向移动为，它们在磁场中受到的洛仑兹力为。当之间形成电势差后，电荷还受到一个相反方向的电场力（E为电场强度，b为导电板的宽度，如图1，最后达到稳恒状态时，两个力平衡：。可以看出，霍尔效应虽然是大学物理的内容，但它可以用高中物理中的电磁学、力学、运动学等有关知识来进行解释。霍尔效应原理的应用常见的有：磁强计、电磁流量计、磁流体发电机等。一．磁强计磁强计是利用霍尔效应来测量磁感应强度B的仪器。其原理可解为：如图2所示，一块导体接上a、b、c、d四个电极，将导体放在匀强磁场之中，a、b间通以电流I，c、d间就会出现电势差，只要测出c、d间的电势差U，就可测得B。设c、d间电势差达到稳定，则U=EL，此时导电的自由电荷受到的电场力与洛伦兹力相平衡，Eq=qvB，式中v为自由电荷的定向移动速度。由此可知，。设导体中单位体积内的自由电荷数为n，则电流I=nqsv，式中S为导体横截面积，S=Ld。因此，由此可知B∝U。这样只要将装置先在已知磁场中定出标度，就可通过测定U来确定B的大小了。例1（北京市东城区试题）将导体放在沿x方向的匀强磁场中，并通有沿y方向的电流时，在导体的上下两侧面间会出现电势差，此现象称为霍尔效应。利用霍尔效应的原理可以制造磁强计，测量磁场的磁感应强度。磁强计的原理如图所示，电路中有一段金属导体，它的横截面为边长等于a的正方形，放在沿x正方向的匀强磁...