高中物理磁场对运动电荷的作用力 2人教版选修3-1VIP免费

磁场对运动电荷的作用力课前预备一、小小信息窗同学们都知道爱因斯坦是当代最伟大的物理学家。他把毕生的精力献给了物理学的理论研究。人们称他为２０世纪的哥白尼、２０世纪的牛顿。他的相对论使人类对时间和空间的理解进入一个新纪元。其实洛伦兹也是一位非常伟大的物理学说。洛伦兹是经典电子论的创立者．他认为电具有“原子性”，电的本身是由微小的实体组成的．后来这些微小实体被称为电子．洛伦兹以电子概念为基础来解释物质的电性质．从电子论推导出运动电荷在磁场中要受到力的作用，即洛伦兹力．他把物体的发光解释为原子内部电子的振动产生的．这样当光源放在磁场中时，光源的原子内电子的振动将发生改变，使电子的振动频率增大或减小，导致光谱线的增宽或分裂．1896年10月，洛伦兹的学生塞曼发现，在强磁场中钠光谱的D线有明显的增宽，即产生塞曼效应，证实了洛伦兹的预言．塞曼和洛伦兹共同获得1902年诺贝尔物理学奖．1904年，洛伦兹证明，当把麦克斯韦的电磁场方程组用伽利略变换从一个参考系变换到另一个参考系时，真空中的光速将不是一个不变的量，从而导致对不同惯性系的观察者来说，麦克斯韦方程及各种电磁效应可能是不同的．为了解决这个问题，洛伦兹提出了另一种变换公式，即洛伦兹变换。后来，爱因斯坦把洛伦兹变换用于力学关系式，创立了狭义相对论。二、要点综述1．洛伦兹力（运动电荷在磁场中受到的作用力）（1）大小：①公式：f=qv⊥B=qvBsinθ；②静止的电荷不受洛伦兹力；③安培力是洛伦兹力的宏观体现。（2）方向：①由左手定则判断。注意：因为四指方向与电流方向一致，因此四指与正电荷运动方向一致，与负电荷运动方向相反。②洛伦兹力总垂直于带电粒子的运动方向v及磁场方向B，总垂直于v、B所决定的平面，所以洛伦兹力总不做功。2．电视显像管的工作原理（1）原理：从电子枪发出的电子束进入偏转线圈受到磁场力作用而偏转。（2）偏转线圈：由两对线圈组成，其产生的磁场使电子束发生磁偏转。（3）扫描：偏转线圈中有水平方向和竖直方向的偏转磁场，它们的方向和强弱都在不断变化，使得电子束打在荧光屏上的光点不断移动。3．速度选择器（1）原理：当带电粒子进入电场、磁场的复合场时，若电场力与磁场力平衡，则粒子沿直线作匀速运动。（2）只要带电粒子速率满足v=E/B就能被选择，与带电粒子本身无关。4．磁流体发电机原理：离子气体喷入磁场，正、负离子在洛伦兹力作用下发生偏转而聚集到两个极板上，产生电势差，从而把物体的内能直接转化为电能。用心爱心专心5．霍尔效应（1）在匀强磁场中放置一个矩形截面的载流导体，当磁场方向与电流方向垂直时，导体在与磁场方向、电流方向都垂直的方向上出现了稳定的的现象，叫霍尔效应.（2）霍尔电压：霍尔效应中产生的电势差，其大小与电流强度、磁感应强度、长方体形导体厚度有关。（3）应用：电磁流量计、传感器等。课堂同步1．一带电粒子在匀强磁场中，沿着磁感强度方向运动，现将该磁场的磁感强度增大一倍，则带电粒子受洛伦兹力（）A．增大两倍B．增大一倍C．减小一半D．保持原来的大小不变2．下列有关带电粒子运动的说法，正确的有（）A．沿电场线方向进入匀强电场，动能、动量都不变化B．沿着磁感线方向飞入匀强磁场，动能、动量都变化C．垂直于电场线方向飞入匀强电场，动量不变，动能改变D．垂直于磁感线方向飞入匀强磁场，动能不变，动量变化3．带电量为+q的粒子，在匀强磁场中运动，下面说法中正确的是（）A．只要速度大小相同，所受洛伦兹力就相同B．如果把+q改为-q，且速度反向大小不变，则洛伦兹力的大小、方向均不变C．只要带电粒子在磁场中运动，它一定受洛伦兹力作用D．带电粒子受洛伦兹力越小，则该磁场的磁感应强度越小4．带电粒子在匀强磁场中运动，若只受洛伦兹力作用，则下列说法正确的是（）A．由f=qvB可知，以相同速度进入同一磁场的粒子，只要带电量相同，受洛伦兹力一定相同B．洛伦兹力只改变带电粒子运动的轨迹，而不改变运动能量C．洛伦兹力始终与速度垂直，带电粒子的动能、动量均不改变D．洛伦兹力对带电粒子不做功，在运动过程中洛伦兹力的冲量也为零5.初速度为v0的电子，...