洛伦兹力基础学习知识练习进步知识学习

洛伦兹力基础练习

1、如图所示，一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针的上方，并与磁针指向平行，能使小磁针的N极转向纸内，那么这束带电粒子可能是（）

A．向右飞行的正离子束 B．向左飞行的正离子束

C．向右飞行的负离子束 D．向左飞行的负离子束

2、一束几种不同的离子, 垂直射入有正交的匀强磁场B 1和匀强电场区域里, 离子束保持原

运动方向未发生偏转. 接着进入另一匀强磁场B2, 发现这些离子分成几束。如图. 对这些

离子, 可得出结论

A、它们速度大小不同

B、它们都是正离子

C、它们的电荷量不相等

D、它们的荷质比不相等

3、如图所示，在垂直纸面向里的匀强磁场中有三个带电粒子，它们在纸面内沿逆时针方向

做匀速圆周运动，其中1和2为质子的轨迹，3为α粒子（氦核）的轨迹．三者的轨道半径关

系为R1＞R2＞R3，并相切于P点．设v、a、T、F分别表示它们做圆周运动的线速度、加速度、

周期和所受的洛伦兹力的大小，则下列判断正确的是（）

A．v1＞v2＞v3 B．a1＞a2＞a3 C．T1＜T2＜T3 D．F1=F2=F3

4、如图所示，在垂直纸面向里的匀强磁场的边界上，有两个电荷量绝对值相同、质量相同的正、负粒子(不计重力)，从O点以相同的速度先后射入磁场中，入射方向与边界成θ角，则正、负粒子在磁场中

A．运动时间相同

B．运动轨迹的半径相同

C．重新回到边界时速度大小不同方向相同

D．重新回到边界时与O点的距离相同

5、圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场，三个质量和电荷量都相同的带电粒子a、b、c，以不同的速率沿着AO方向对准圆心O射入磁场，其运动轨迹如图所示。若带电粒子只受磁场力的作用，则下列说法正确的是

( )

A．a粒子速率最大

B．c粒子速率最大

C．a粒子在磁场中运动的时间最长

D．它们做圆周运动的周期T a

6、如图所示，在互相垂直的匀强电场和匀强磁场中，电荷量为q的液滴在竖直面内做半径为R的匀速圆周运动．已知电场强度为E，磁感应强度为B，则油滴的质量和环绕速度分别为（）

A．，B．，

C．B， D．，

7、如图所示，在正交的匀强电场和匀强磁场的区域内，电场方向竖直向下，电场强度大小为E，匀强磁场的磁感应强度大小为B，一电子沿垂直电场方向和磁场方向以水平向右速度v0射入场区，则（）

A．若，电子沿轨迹Ⅰ运动，射出场区时，速度v>v0

B．若，电子沿轨迹Ⅱ运动，射出场区时，速度v

C．若，电子沿轨迹Ⅰ运动，射出场区时，速度v>v0

D．若，电子沿轨迹Ⅱ运动，射出场区时，速度v

8、把摆球带电的单摆置于匀强磁场中，如图所示，当带电摆球最初两次经过最低点时，相同的量是（）

A、小球受到的洛仑兹力

B、摆线的拉力

C、小球的动能

D、小球的加速度

9、如图所示，用丝线吊着一个质量为m的绝缘带电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，则两次经过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

10、长为L的水平极板间，有垂直纸面向内的匀强磁场，如图所示，磁感强度为B，板间距离也为L，板不带电，现有质量为m，电量为q的带正电粒子（不计重力），从左边极板间中点处垂直磁感线以速度v水平射入磁场，欲使粒子不打在极板上，可采用的办法是：

A．使粒子的速度v

B．使粒子的速度v>5BqL/4m；

C．使粒子的速度v>BqL/m；

D．使粒子速度BqL/4m

二、计算题

11、长为l的水平极板间，有垂直纸面向里的匀强磁场，如图3－6－30所示，磁感应强度为B，板间距离也为l，板不带电，现有质量为m、电荷量为q的正电粒子(不计重力)，从左边极板间中点处垂直磁感线以速度v水平射入磁场，欲使粒子不打在极板上，求速度v的大小应满足的条件．

12、一电子（e，m）以速度ｖ0与ｘ轴成30°角垂直射入磁感强度为B的匀强磁场中，经

一段时间后，打在ｘ轴上的P点，如图所示，则P点到O点的距离为多少？电子由O点运

动到P点所用的时间为多少？

13、质量为m、电荷量为q的带负电粒子自静止开始释放，经M、N板间的电场加速后，从A点垂直于磁场边界射入宽度为d的匀强磁场中，该粒子离开磁场时的位置P偏离入射方向的距离为L，如图所示,已知M、N两板间的电压为U，粒子的重力不计．求：匀强磁场的磁感应强度B.

14、（12分）下左图中MN表示真空室中垂直于纸面的平板，它的一侧有匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁感

应强度大小为B。一带电粒子从平板上的狭缝O处以垂直于平板的初速v射入磁场区域，最后到达平板上的P点。已知B、v以及P到O的距离l，不计重力，求此粒子的电荷q与质量m之比。

15、如图所示，在x轴上方存在着垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场。一个不计重力的带电粒子从坐标原点O处以速度v进入磁场，粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与x轴正方向

成120°角，若粒子穿过y轴正半轴后在磁场中到x轴的最大距离为a。求：

（1）该带电粒子的电性；

（2）该带电粒子的比荷。

16、如图所示，一个电子(电量为e)以速度v垂直射入磁感应强度为B、宽度为d

的匀强磁场中，穿出磁场时的速度方向与原来入射方向的夹角是30°，试计算：

(1)电子的质量m。(2)电子穿过磁场的时间t。

17、如图所示，一束电荷量为e的电子以垂直于磁感应强度B并垂直于磁场边界的速度v射入宽度为d的匀强磁场中，穿出磁场时速度方向和原来射入方向的夹角为θ=60°，求电子的质量和穿越磁场的时间．

18、（12分）一个质量为m电荷量为q的带电粒子从x轴上的P（a，0）点以速度v，沿与x正方向成60°的方向射入第一象限内的匀强磁场中，并恰好垂直于y轴射出第一象限，不计重力。

求:（1）粒子做圆周运动的半径

（2）匀强磁场的磁感应强度B

19、如图所示，在轴的上方（的空间内）存在着垂直于纸面向里、磁感应强度大小为的匀强磁场。一个不计重力的带正电粒子，从坐标原点O处以速度进入磁场，粒子进入磁场时的速度方向垂直于磁场且与轴正方向的夹角，若粒子的质量为，电荷量为，试求该粒子：

（1）在磁场中作圆周运动的轨道半径；

（2）在磁场中运动的时间。

20、一个质量为m电荷量为q的带电粒子从x轴上的P（a，0）点以速度v，沿与x正方向成60°的方向射入第一象限内的匀强磁场中，并恰好垂直于y轴射出第一象限，不计重力．求：

（1）粒子做圆周运动的半径R

（2）匀强磁场的磁感应强度B．

21、如图所示，一束电子流以速率v通过一个处于矩形空间的大小为B的匀强磁场，速度方向与磁感线垂直．且平行于矩形空间的其中一边，矩形空间边长为a和a电子刚好从矩形的相对的两个顶点间通过，求：

（1）电子在磁场中的飞行时间？

电子的荷质比q/m．

22、电子质量为m、电荷量为q，以速度v0与x轴成θ角射入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后落在x轴上的P点，如图所示，求：

（1）OP的长度；

电子从由O点射入到落在P点所需的时间t．

23、如图所示，虚线所围圆形区域内有方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B．一束电子沿圆形区域的直径方向以速度v射入磁场，电子束经过磁场区后，其运动的方向与原入射方向成θ角．设电子质量为m，电荷量为e，不计电子之间的相互作用力及所受的重力．求：

（1）电子在磁场中运动的时间t

（2）圆形磁场区域的半径r．

24、如图所示，长为L、间距为d的平行金属板间，有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，两板不带电，现有质量为m、电荷量为q的带正电粒子(重力不计)，从左侧两极板的中心处以不同速率v水平射入，欲使粒子不打在板上，求粒子速率v应满足什么条件？

25、如图所示，磁感强度为B的匀强磁场，垂直穿过平面直角坐标系的第I象限．一质量为m，带电量为q的粒子以速度v0从O点沿着与y轴夹角为30°方向进入磁场，运动到A点时的速度方向平行于x轴．求：

（1）作出粒子运动的轨迹图，判断带电粒子的电性；

（2）A点与x轴的距离；

（3）粒子由O点运动到A点经历时间．

26、如图所示，一质量为m，电量为q的带负电粒子，以某一速度从边长为L的正方形匀强磁场区域的入口A处，沿AB方向垂直磁场进入，磁感应强度大小为B，粒子从C口射出磁场，求：

（1）粒子从A点进入磁场的速度大小；

（2）要使粒子从D口射出，粒子的速度大小；

（3）从A进入到C、D口射出两种情况下，粒子所用时间之比．

1、AD

2、BD

3、解：A、C、带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时半径为，比荷相等时，r与v成正比，则有v1＞v2．

设带电粒子的质量和电量分别为m、q，则带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时周期为，T与比荷成反比，质子与α粒子的比荷之比为2：1，则有T1=T2＜T3．

由公式：v=，由于R2＞R3，T2＜T3，所以v2＞v3．故A正确，C错误．

B、粒子的加速度为，因为v1＞v2，故有a1＞a2．

又：，T2＜T3，所以ω2＞ω3，根据a=v?ω，所以a2＞a3．故B正确；

D、根据公式：f洛=qvB，v1＞v2 所以F1＞F2．故D错误．

故选：AB

4、BD

5、BC

6、AC

7、BC

8、CD

9、AD

10、【答案】AB

【解析】由左手定则判得粒子在磁场中间向上偏，而作匀速圆周运动，很明显，圆周运动的半径大于某值r1时粒子可以从极板右边穿出，而半径小于某值r2时粒子可从极板的左边穿出，现在问题归结为求粒子能在右边穿出时r的最小值r1以及粒子在左边穿出时r的最大值r2，由几何知识得：

粒子擦着板从右边穿出时，圆心在O点，有：

r12＝L2+（r1-L/2）2得r1=5L/4，

又由于r1=mv1/Bq得v1=5BqL/4m，∴v>5BqL/4m时粒子能从右边穿出。

粒子擦着上板从左边穿出时，圆心在O＇点，有r2＝L/4，又由r2＝mv2/Bq=L/4得v2＝BqL/4m

∴v2

综上可得正确答案是A、B。

11、解析：依题意粒子打在板上的临界状态如图，由图可以看出当半径r＜r1或r＞r2时粒子不能打在板上．

由几何关系有r1＝l，r＝l2＋，故r2＝l.

根据r＝，则v1＝＝，v2＝＝.

那么欲使粒子不打在极板上，可使粒子速度v＜或v＞.

12、；

【解析】

试题分析：带电粒子在磁场中偏转，其轨迹如图，

根据洛伦兹力提供向心力则有，即 ,从图像可知圆心角为60°，即

PO=r。即

，所以

考点：带电粒子在磁场中的偏转

点评：此类题型考察了带电粒子在磁场中的偏转问题，其关键问题在于确定粒子的轨迹。

13、

14、设半径为R，则由洛伦兹力公式和牛顿第二定律，

有

粒子从平板上的狭缝O处垂直射入磁场，故OP是圆周直径得

15、（1）据题意，粒子的运动轨迹如图所示。据左手定则知粒子带负电荷（3分）

（2）由几何关系：（4分）洛伦兹力提供向心力：（3分）则粒子的比荷为：（2分）

16、 (1)电子在匀强磁场中做匀速圆周运动，轨迹如图所示。

由洛仑兹力提供向心力，则有：

qvB=mv 2/R …………2分

由图中几何关系得：

Rsin30°=d ………2分 解得电子的质量

m=2edB/v …………2分

(2)

电子做匀速圆周运动的周期为

T=2πR/v …………2分

则穿出磁场的时间为

t=T/12=πd/3v …………2分

17、解：粒子的运动轨迹图如图所示，根据几何关系有：

根据洛伦兹力提供向心力得，

解得电子的质量

电子的周期

所以电子穿越磁场的时间．

答：电子的质量为，穿越磁场的时间为．

18、解：由射入、射出点的半径可找到圆心O/，

（1）据几何关系有--6分

（2）据洛仑兹力提供向心力

--6分

19、解：（1）根据洛伦兹力公式和牛顿第二定律，有（2分）解得（2分）

（2）设粒子在磁场中作匀速圆周运动的周期为，则（2分）

根据运动轨迹分析可知，（2分），联立解得（2分）20、解：（1）由入射和出射位置可圆心的位置，据几何关系有

∴R==

（2）据洛仑兹力提供向心力

∴R==，

得B=

21、解：（1）画出运动轨迹，如图所示

由几何关系：R=2a；

1、设圆心角为θ

sinθ=θ=

故时间为：t==

2、洛伦兹力提供向心力，有evB=m

解得：=

答：1、电子在磁场中的飞行时间为．

2、电子的荷质比为．

22、解：过O点和P点作速度方向的垂线，两线交点C即为电子在磁场中做匀速圆周运动的圆心，电子运动轨迹如图所示；

（1）电子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，

由牛顿第二定律得：qv0B=m，

解得电子轨道半径：R=，

由几何知识得：OP=2Rsinθ=sinθ；

由图示可知，电子做圆周运动转过的圆心角：φ=2θ，

电子做圆周运动的周期：T=，

电子在磁场中运动的时间：t=T=×=；

答：（1）OP的长度为sinθ；

电子从由O点射入到落在P点所需的时间．

23、解：（1）如图根据几何关系，可以知道电子在磁场中做圆周运动对圆心转过的角度α=θ则电子在磁场中运动的时间：

t==

（2）

电子在磁场中受到的洛伦兹力提供电子做匀速圆周运动的向心力即：

由此可得电子做圆周运动的半径R==

由题意知，由图根据几何关系知：

解得磁场的半径：

答：（1）电子在磁场中运动轨迹的半径R=；（2）圆形磁场区域的半径r=．

24、解析：设粒子刚好打在上极板左边缘时(如图所示)．R1＝，------（2分）

又R1＝，解得v1＝. ------（2分）

设粒子刚好打在上极板右边缘时，由图知：R22＝L2＋(R2－)2，------（2分）

所以R2＝，------（1分）又R2＝，解得v2＝. ------（1分）

综上分析，要使粒子不打在极板上，其入射速率应满足以下条件：v<或v>.

25、考点：带电粒子在匀强磁场中的运动；牛顿第二定律；向心力．

专题：带电粒子在磁场中的运动专题．

分析：（1）根据题意作出粒子运动轨迹，应用左手定则判断粒子电性；

（2）粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律求出粒子轨道半径，然后求出A到x轴的距离；

（3）根据圆心角与周期的关系求出运动的时间．

解答：解：（1）据题意作出粒子运动的轨迹如图所示：

由左手定则及曲线运动的条件判断出此电荷带负电；

（2）粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，

由牛顿第二定律得：qv0B=m，解得：r=，

A与x轴的距离为d，由图可得：r﹣rcos60°=d，

所以d=r=；

（3）子由O运动到A时速度方向改变了θ=60°角，所以粒子做圆周运动的圆心角为60°，

所以运动的时间t=T=×=；

答：（1）粒子运动的轨迹如图所示，带电粒子的带负电；

（2）A点与x轴的距离为；

（3）粒子由O点运动到A点经历时间为．

点评：本题是带电粒子在磁场场中运动的问题，带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，要求同学们能画出粒子运动的轨迹，会根据圆心角与周期的关系求出运动的时间，难度不大，属于基础题．

26、考点：带电粒子在匀强磁场中的运动．

专题：带电粒子在磁场中的运动专题．

分析：粒子从A点进入磁场，从CD点离开磁场，做匀速圆周运动，根据几何关系求出半径，再根据洛伦兹力提供向心力求出速度，在由周期公式可以判断粒子的运动的时间之比．

解答：解：（1）从C口射出，粒子做圆周运动的半径R1=L

由得到：

（2）要使从D口射出，粒子做圆周运动的半径

由得到：

（3）从A进入到从C、D射出两种情况周期相同，t=，

从C射出磁场的粒子经过的圆心角为90°，运动的时间为T，从D射出磁场的粒子的圆心角为180°，运动的时间为T，所以粒子所用时间之比1：2，

答：（1）粒子从A点进入磁场的速度大小为；

（2）要使粒子从D口射出，粒子的速度大小为；

（3）从A进入到C、D口射出两种情况下，粒子所用时间之比为1：2．

点评：带电粒子在磁场中做的是匀速圆周运动，根据粒子的半径公式和周期公式分析即可的出结论．

磁场洛伦兹力基础计算

磁场---洛伦兹力基础计算 1、(12分)下左图中MN表示真空室中垂直于纸面的平板,它的一侧有匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里,磁感应强度大小为B。一带电粒子从平板上的狭缝O处以垂直于平板的初速v射入磁场区域,最后到达平板上的P点。已知B、v以及P到O的距离l,不计重力,求此粒子的电荷q与质量m之比。 2、如图所示,一束电子流以速率v通过一个处于矩形空间的大小为B的匀强磁场,速度方向与磁感线垂直.且平 行于矩形空间的其中一边,矩形空间边长为a与a电子刚好从矩形的相对的两个顶点间通过,求: (1)电子在磁场中的飞行时间？ (2)电子的荷质比q/m. 3、如图所示,一个电子(电量为e)以速度v垂直射入磁感应强度为B、宽度为d的匀强磁场中,穿出磁场时的速度方向与原来入射方向的夹角就是30°,试计算: (1)电子的质量m。(2)电子穿过磁场的时间t。

4、一宽为L的匀强磁场区域,磁感应强度为B,如图所示,一质量为m、电荷量为－q的粒子以某一速度(方向如图所示)射入磁场。若不使粒子从右边界飞出,则其最大速度应为多大？(不计粒子重力) 5、(12分)一个质量为m电荷量为q的带电粒子从x轴上的P(a,0)点以速度v,沿与x正方向成60°的方向射入第一象限内的匀强磁场中,并恰好垂直于y轴射出第一象限,不计重力。 求:(1) 粒子做圆周运动的半径 (2)匀强磁场的磁感应强度B 6、如图所示,在xoy平面内有垂直坐标平面的范围足够大的匀强磁场,磁感强度为B,一带正电荷量Q的粒子,质量为ｍ,从Ｏ点以某一初速度垂直射入磁场,其轨迹与x、y轴的交点A、B到O点的距离分别为ａ、ｂ,试求: (1)初速度方向与ｘ轴夹角θ. (2)初速度的大小、

高中物理洛伦兹力的知识点介绍

高中物理洛伦兹力的知识点介绍 洛伦兹力是带电粒子在磁场中运动时受到的磁场力。 洛伦兹力f的大小等于Bvq，其的特点就是与速度的大小相关，这是高中物理中少有的一个与速度相关的力。 我们从力的大小、方向、与安培力关系这三个方面来研究洛伦兹力。 洛伦兹力的大小 ⒈当电荷速度方向与磁场方向垂直时，洛伦兹力的大小f=Bvq;高中物理网建议同学们用小写的f来表示洛伦兹力，以便于和安培力区分。 ⒉磁场对静止的电荷无作用力，磁场只对运动电荷有作用力，这与电场对其中的静止电荷或运动电荷总有电场力的作用是不同的。 ⒊当时电荷沿着(或逆着)磁感线方向运行时，洛伦兹力为零。 ⒋当电荷运动方向与磁场方向夹角为θ时，洛伦兹力的大小 f=Bvqsinθ; 洛伦兹力的方向 ⒈用左手定则来判断：让磁感线穿过手心，四指指向正电荷运动的方向(或负电荷运动方向的反方向)，大拇指指向就是洛伦兹力的方向。 ⒉无论v与B是否垂直，洛伦兹力总是同时垂直于电荷运动方向与磁场方向。 洛伦兹力的特点

洛伦兹力的方向总与粒子运动的方向垂直，洛伦兹力只改变速度的方向，不改变速度的大小，故洛伦兹力永远不会对v有积分，即洛伦兹力永不做功。 安培力和洛伦兹力的关系 洛伦兹力是磁场对运动电荷的作用力，安培力是磁场对通电导线的作用力，两者的研究对象是不同的。 安培力是洛伦兹力的宏观表现，洛伦兹力是安培力的微观实质。 对洛伦兹力和安培力的联系与区别，可从以下几个方面理解： 1.安培力大小为F=ILB，洛伦兹力大小为F=qvB。安培力和洛伦兹力表达式虽然不同，但可互相推导，相互印证。 2.洛伦兹力是微观形式，安培力是宏观表现。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的洛伦兹力的宏观表现。 3.即使安培力是导体中所有定向移动的自由电荷受的洛伦兹力的宏观表现，但也不能认为定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。 4.洛伦兹力不做功，安培力能够做功。 安培力与洛伦兹力的方向判定 即使洛伦兹力和安培力的方向都由左手定则判定，但它们又是有区别的。 安培力方向判定的左手定则中，四指指向电流方向;而洛伦兹力方向判定的左手定则却是，四指指向正电荷的运动方向，负电荷受力与正电荷方向相反。

浅谈高二、高三物理的衔接教学

浅谈高二、高三物理的衔接教学 一、问题的提出 紧张而忙碌的高二学年即将结束了，我们年级的学生即将步入高三。从我们以前的经验和教训知道，学生在刚步入高三的一个月左右的时间内感觉知识综合度大，知识的跨度和梯度高，出现教学的严重不适应，一些平时中等的同学甚至出现作不起作业或错误率非常高。不少同学花费了很多精力，但成绩却不理想，甚至产生了畏难情绪。高中物理涉及到力、热、电、光和原子物理等方面的知识，在物理高考中强调考查理解能力、实验能力、推理能力、分析综合能力和运用数学工具解决物理问题的能力，试题灵活多变。高三复习主要以这一要求作为蓝本，通过高一、高二的物理教学就学生的能力还不能顺利达到这一要求。根据教育心理学理论“当新知识与原有知识存在着较大梯度，或是一成拐点时；当学生对知识的接受，需要增加思维加工的梯度时，就会形成教学难点。所以要求教师对教材理解深刻，对学生的原有知识和思维水平了解清楚，在会形成教学难点之处，把信息传递过程延长，中间要增设驿站，使学生分步达到目标；并在中途经过思维加工，使部分新知识先与原有知识结合，变为再接受另一部分新知识的旧知识，从而使难点得以缓解。”因此高二、高三物理的衔接教学问题变得日益重要起来，如何组织高三衔接教学，才能更好的提高学生学习的效率呢？ 二、现阶段学生的学习状况 在物理新课教学中，如果按教学目标层次可以分为知道、理解、运用、方法、能力五个循序渐进的层次，通过教学学生是否达到了我们预期的目标与要求呢？笔者曾经对四十名同学作过随机调查其中包括A类生10名、B类生20名、C类生10名，生源来自德中与五中。在电磁学学完后，请学生说《电磁感应》这章的目录有哪些内容？能够准确完整说出的有3人，能说出三个部分以上的有9人，有4人什么都不知道。看来我们老师更多是生活在自己设想的假象中。现阶段学生学习情况与高三的要求差距在于以下几个方面 1、学生对所学知识无积累，过目即忘的本领令人叹服 2、学生对所学知识不能应用，听得懂，做不起 3、对知识缺乏应有的系统性，不能对所学知识进行结构建立 4、知识综合能力差，对跨章节、跨板块的问题缺乏必要的综合分析能力 三、如何进行衔接教学 教师要研究物理教材，物理教学方法和教材结构，知道学生掌握了哪些知识，掌握到什么水平以及获取这些知识的途径，在此基础上根据高中物理教材和学生状况分析、研究教学难点，设置合理的教学层次、实施适当的教学方法，降低“台阶”，保护学生物理学习的积极性，使学生树立起学好物理的信心。正如高中物理教学大纲所指出教学中“应注意循序渐进，知识要逐步扩展和加深，能力要逐步提高”。衔接教学应以学生现有知识为教学的“生长点”逐步扩展和加深；教材的呈现要难易适当，要根据学生知识的逐渐积累和能力的不断提高，让教学内容在不同阶段重复出现，逐渐扩大范围加深深度。 1、以会考为契机、以电磁学为载体扎实学生的基础知识。 电磁学是高中物理的难点知识，它抽象性高，综合性强，建议会考复习以电磁学为载体，涵盖力学知识突破难点、温故而知新的目的 例如图所示，在水平桌面上放置一个由两根绝缘棒组成的 “V”形竖直导轨，棒上各穿上一个可沿棒无摩擦滑动的、质量 为m＝40g、带电量为q＝2×10－6C的正电荷小球（可当作点电 荷），将小球从同高度的A、B由静止释放（g＝10m/s2）。 （1）两球相距多远时速度达到最大？ （2）两球同时到达最高点时相距L＝1.8m，此时系统电势能比释放时少多少？

(含答案)洛伦兹力的特点以及带电粒子在匀强磁场中的运动

洛伦兹力的特点以及带电粒子在匀强磁场中的运动 一、基础知识 （一）洛伦兹力 1、洛伦兹力：磁场对运动电荷的作用力叫洛伦兹力． 2、洛伦兹力的方向 (1)判定方法 左手定则：掌心——磁感线垂直穿入掌心； 四指——指向正电荷运动的方向或负电荷运动的反方向； 拇指——指向洛伦兹力的方向． (2)方向特点：F ⊥B ，F ⊥v ，即F 垂直于B 和v 决定的平面(注意：洛伦兹力不做功)． 3、洛伦兹力的大小 (1)v ∥B 时，洛伦兹力F ＝0.(θ＝0°或180°) (2)v ⊥B 时，洛伦兹力F ＝q v B .(θ＝90°) (3)v ＝0时，洛伦兹力F ＝0. （二）带电粒子在匀强磁场中的运动 1、若v ∥B ，带电粒子不受洛伦兹力，在匀强磁场中做匀速直线运动． 2、若v ⊥B ，带电粒子仅受洛伦兹力作用，在垂直于磁感线的平面内以入射速度v 做匀速圆周运动． 3、圆心的确定 (1)已知入射点、出射点、入射方向和出射方向时，可通过入射点和出射点分别作垂直于入射方向和出射方向的直线，两条直线的交点就是圆弧轨道的圆心(如图甲所示，图中P 为入射点，M 为出射点)． (2)已知入射方向、入射点和出射点的位置时，可以通过入射点作入射方向的垂线，连接入射点和出射点，作其中垂线，这两条垂线的交点就是圆弧轨迹的圆心(如图乙所示，P 为入射点，M 为出射点)． 4、半径的确定 可利用物理学公式或几何知识(勾股定理、三角函数等)求出半径大小． 5、运动时间的确定 粒子在磁场中运动一周的时间为T ，当粒子运动的圆弧所对应的圆心角为θ时，其运动 时间表示为：t ＝θ2π T (或t ＝θR v )．

第三章 专题强化7 洛伦兹力作用下的实例分析

专题强化7 洛伦兹力作用下的实例分析 [学习目标] 1.知道速度选择器、磁流体发电机、电磁流量计的工作原理.2.进一步了解洛伦兹力在科技生活中的应用，提高学生的综合分析和计算能力． 一、速度选择器 1．装置及要求 如图1，两极板间存在匀强电场和匀强磁场，二者方向互相垂直，带电粒子从左侧射入，不计粒子重力． 图1 2．带电粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是qE ＝q v B ，即v ＝E B . 3．速度选择器的特点

(1)v 的大小等于E 与B 的比值，即v ＝E B .速度选择器只对选择的粒子速度有要求，而对粒子的质量、电荷量大小及带电正、负无要求． (2)当v ＞E B 时，粒子向F 洛方向偏转，F 电做负功，粒子的动能减小，电势能增大． (3)当v ＜E B 时，粒子向F 电方向偏转，F 电做正功，粒子的动能增大，电势能减小． 例 1 在两平行金属板间，有如图2所示的正交的匀强电场和匀强磁场．α粒子以速度v 0从两板左侧正中央垂直于电场方向和磁场方向射入时，恰好能沿直线匀速通过．供下列各小题选择的选项有：

图2 A ．不偏转 B ．向上偏转 C ．向下偏转 D ．向纸内或纸外偏转 (1)若质子以速度v 0从两板左侧正中央垂直于电场方向和磁场方向射入时，质子将________． (2)若电子以速度v 0从两板左侧正中央垂直于电场方向和磁场方向射入时，电子将________． (3)若质子以大于v 0的速度从两板左侧正中央垂直于电场方向和磁场方向射入时，质子将________． (4)若增大匀强磁场的磁感应强度，其他条件不变，电子以速度v 0沿垂直于电场和磁场的方向，从两板左侧正中央射入时，电子将________． 答案 (1)A (2)A (3)B (4)C 解析 设带电粒子的带电荷量为q ，匀强电场的电场强度为E ，匀强磁场的磁感应强度为B .带电粒子以速度v 0从左侧垂直射入正交的匀强电场和匀强磁场中时，若粒子带正电荷，则所受电场力方向向下，大小为qE ；所受磁场力方向向上，大小为Bq v 0.沿直线匀速通过时，有 Bq v 0＝qE ，v 0＝E B ，即沿直线匀速通过时，带电粒子的速度与其带电荷量无关．如果粒子带负电荷，所受电场力方向向上，磁场力方向向下，上述结论仍然成立，所以第(1)、(2)两小题应选A.若质子以大于v 0的速度从左侧射入，所受磁场力将大于电场力，质子带正电荷，将向上偏转，所以第(3)小题应选B.磁场的磁感应强度B 增大，其他条件不变，电子所受磁场力大于电场力，电子带负电荷，所受磁场力方向向下，将向下偏转，所以第(4)小题应选C. 二、磁流体发电机 磁流体发电机的发电原理图如图3甲所示，其平面图如图乙所示．

探究洛伦兹力的表达式

探究洛伦兹力的表达式 开发区一中胡志凌 新课改最推崇的二字便是“探究”，在教材中也有着很多体现，“探究求合力的方法”“探究加速度与力和质量的关系”……当然由于或限于学生的理解能力、或限于高中学校的实验条件、或限于编写者的顾虑等原因，教材也没有拘泥于一味的要求探究，而是采用了陈述和探究相结合的方式。全国各地的高中教师在自己对相关物理知识的理解基础之上，结合教材演绎出了各具特色的不同知识点的探究方案，所以我也凑凑热闹，谈谈我对探究洛伦兹力的表达式的一点思考。 教材本节的题目是《磁场对运动电荷的作用力》，教材中的处理方法是：用生活实例引入新课，演示阴极射线在磁场中的偏转实验观察结果，比照安培力分析总结洛伦兹力的左手定则，利用电流的微观解释结合安培力的知识推导洛伦兹力的表达式，最后研究显像管的工作原理。基本思路吻合教材经常使用的“提出问题----解决问题----实际应用”的思维方式，文字简明扼要，给教师留下了足够自由发挥的空间。本着锻炼学生思维的目的，我在这儿采用了和教材不一样的处理方法。 【教学过程】 一、引课设计 课前小测：如图所示，当一个带正电的粒子沿虚线水平向右飞过时，不考虑地磁场带来的影响，小磁针会如何运动？为什么？ 学生很容易答出小磁针的北极会转向纸外，原因是带电粒子的定向移动形成等效电流，从而产生磁场使得小磁针在磁场作用下转动。 顺接学生回答的余韵提出质疑1：既然运动电荷对磁体（磁场）有力的作用，那么磁场对运动电荷有没有力的作用呢？ 二、设计并动手实验，观察现象 提出本节课的目标：本节课我们来研究这个力，需要设计实验来验证这个力是否存在，它的大小和方向如何确定，在日常生活中的应用。 探究活动1：首先我们需要设计一个实验来验证这个力是否存在，请同学们分小组讨论设计自己的实验方案。设计的时候要注意：本实验中使用到的实验仪器大家可能没有见过，同学们可以想出你想要达到的功能，然后向全班同学和老师寻求帮助看有没有相应的仪器。 学生通过讨论很容易发现困难所在： 1、需要有能够产生运动电荷的仪器 2、需要想办法让我们看到运动电荷的轨迹 结果老师介绍了阴极射线管，学生很容易就设计了实验方案，并预测了实验可能看到的现象。 三、探究判断洛伦兹力的方向 实验结果表明运动电荷在磁场中受到力的作用，这个力叫做洛伦兹力。 质疑2：为什么运动电荷在磁场中会受到力的作用，和我们已经学过的知识有什么可以联系的地方？ 学生轻松回答出：运动电荷形成等效电流会受到安培力的作用，所以运动电荷受到磁场的作用力。 追问质疑3：究竟是因为电流受到安培力而使运动电荷受到洛伦兹力还是运动电荷受到到洛伦兹力而是电流受到安培力？这两个力在本质上有什么关系？ 安培力是洛伦兹力的宏观表现 探究活动2：洛伦兹力的方向如何判断？结合三个问题思考 1、洛伦兹力和安培力的关系 2、不同电荷的运动方向和电流方向的关系 3、安培力方向的判断方法。 由学生总结出正负电荷的左手定则，并用前面观察到的实验结果进行验证。

浅谈安培力的性质

浅谈安培力的性质 通常认为安培力的性质和洛伦兹力一样，都是磁场力。关于安培力与洛伦兹力的关系已经老生常谈，笔者在此拾人牙慧，也略有新悟。按照力的性质来分类，要根据力的定义、产生力的原因机理来确定。 一、安培力与洛伦兹力 所谓安培力就是载流回路在外磁场受到的力。由于电流是电荷定向移动形成的，因此我们通常认为，安培力实质上是磁场对形成电流的运动电荷的洛伦兹力的总和，即安培力是作用在自由电荷上洛伦兹力的宏观表现。现行教材也据此由安培力公式导出洛伦兹力公式。而洛伦兹力是运动电荷在磁场中受到的力。据此，从宏观、微观都应该认为安培力的性质是磁场力。 二、晶格碰撞与霍尔效应 许多物理学及电磁学书中，认为载流导线在磁场中受到安培力的原因是：由于形成电流的所有做定向漂移运动的自由电子，在磁场中都受洛伦兹力而产生侧向漂移。这些电子做侧向漂移运动时，不断与晶格碰撞，将其动量传给晶格，因而导线便受到了安培力。 这种对安培力和洛伦兹力的解释似乎很有道理。但仔细分析一下，便发现有不妥之处。自由电子在磁场中受洛伦兹力的作用，要做侧向漂移与晶格碰撞形成安培力。但自由电子这种侧向漂移很快就不存在了。因为这种侧向漂移将使电子在一侧积累而形成负电荷层；同时在另一侧由于电子减少而形成正电荷层；如图1所示。这实际上就是霍尔效应。这样就构成了阻止自由电子做侧向漂移运动的电场，直到该电场对这些自由电子所施加的电场力与其所受的洛伦兹力平衡为止。这样，自由电子的侧向漂移运动就终止了，也就谈不上由于自由电子的侧向漂移运动而发生的与晶格碰撞的动量传递，也就是没有安培力了。 针对这种有明显矛盾的解释，我们不妨再以形成霍尔效应的电荷为研究对象继续分析下去。在磁场中的载流导线由于霍尔效应，在导线内部产生霍尔电场，该电场对做定向漂移运动的自由电子所施加的电场力很快与其所受的洛伦兹力平衡。既然自由电子受到霍尔电场的作用力，那么形成霍尔电场的电荷必定受到自由电子的反作用力，如图2所示。该力作用在产生霍尔电场的电荷上。而这些电荷也没有因此而越出导线，就该考虑它们与晶格的作用了。晶格对形成霍尔电场的电荷有力的作用，这些力的反作用力作用在晶格上，最终在宏观上就形成了磁场对载流导体所施加的安培力。 这种霍尔电场说解决了晶格碰撞说的安培力只能瞬间存在的矛盾，但是忽略了一个环节，就是自由电子受到霍尔电场对它所施加的电场力与它所受的洛伦兹力达到平衡之前这个瞬间过程。这个时候自由电子所受洛伦兹力小于霍尔电场力，肯定会做侧向漂移运动，与晶格碰撞，否则将越出导线。所以这些自由电子

洛伦兹力的应用教案

洛伦兹力的应用 教学目标： 1.知识与技能 （1）理解运动电荷垂直进入匀强磁场时，电荷在洛仑兹力的作用下做匀速圆周运动。（2）能通过实验观察粒子的圆周运动的条件以及圆周半径受哪些因素的影响。推导带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径周期公式，并会应用它们分析实验结果，并用于解决实际问题。 2.过程与方法 多媒体和演示实验相结合 3.情感态度及价值观 培养科学的探究精神 教学重点：掌握运动电荷在磁场中圆周运动的半径和周期的计算公式以及运用公式分析各种实际问题。 教学难点：理解粒子在匀强磁场中的圆周运动周期大小与速度大小无关。 教具：洛伦兹力演示仪 复习导入： 提问学生带电粒子在磁场中的受力情况： （1）平行进入磁场中：F=0；粒子将做匀速直线运动。 （2）垂直进入磁场中：F=Bqv。 猜想：粒子将做什么运动？ 教学过程： 一、理论探究： 匀速圆周运动的特点：速度大小不变；速度方向不断发生变化；向心力 大小不变；向心力方向始终与速度方向垂直。 洛伦兹力总与速度方向垂直，不改变带电粒子的速度大小，所以洛伦兹 力对带电粒子不做功且洛仑兹力大小不变。 洛伦兹力对电荷提供向心力，故只在洛伦兹力的作用下，电荷将作匀速 圆周运动。 二、实验演示： 用Flash演示正电荷和负电荷垂直进入匀强磁场中得运动。 介绍洛伦兹力演示仪： （1）加速电场：作用是改变电子束出射的速度 （2）励磁线圈：作用是能在两线圈之间产生平行于两线圈中心匀强磁 场。 实验过程：a、未加入磁场时，观察电子束的轨迹； b、加入磁场时，观察电子束的轨迹；

c 、改变线圈电流方向时，观察电子束的轨迹。 结论：带电粒子垂直进入匀强磁场时，做匀速圆周运动。 提问：若带电粒子是以某个角度进入磁场时，运动轨迹是什么呢？ 用Flash 演示带电粒子以某个角度进入磁场时的运动轨迹。 提问：为什么轨迹是螺旋形？ 小结：带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的条件： （1）、匀强磁场 （2）、B ⊥V （3）、仅受洛伦兹力或除洛伦兹力外，其它力合力为零. 三、半径与周期 推导过程： 得： 提问： 磁场强度不变，粒子射入的速度增加，轨道半径将 增大 。 粒子射入速度不变，磁场强度增大，轨道半径将 减小 。 .......（1） .. (2) 由（1）（2）可得： 提问：周期与速度、半径有什么关系？ 四、应用 例1、匀强磁场中，有两个电子分别以速率v 和2v 沿垂直于磁 场方向运动，哪个电子先回到原来的出发点？ 例2、已知两板间距为d ，板间为垂直纸面向内的匀强磁场，带 电粒子以水平速度V 垂直进入磁场中，穿过磁场后偏转角 为30o 。求： （1） 圆心在哪里？ （2） 圆心角为多大？ （3） 轨道半径是多少？ （4） 穿透磁场的时间？ 五、作业：P123 1,2,3,4题 r mv Bqv 2=Bq mv r =v r T ?=π2Bq mv r =Bq m T π2=

安培力洛伦兹力重点分析

知识点： 1. 安培力：磁场对电流的作用力。 2. 安培力的方向判断：左手定则，安培力与电流方向、磁场有效方向相互垂直。 3. 安培力的大小：BLI F 。 4. 磁感应强度：通电导线与磁场方向垂直时，通电导线所受的安培力F 与跟电流I 和导线长度L 的乘积IL 的比值。B=F/IL 单位：特（特斯拉）T 。是描述磁场强弱的物理量 5. 匀强磁场：磁场强弱、方向处处相等的磁场。 磁通量：在磁感应强度为B 的匀强磁场中，有一个与磁场方向垂直面积为S 的平面，则磁感应强度B 与面积S 的乘积叫做磁通量，简称磁通。Φ=BS 单位：韦（伯） Wb 。 标量，但有正负 一、应用安培力应注意的问题 1、分析受到的安培力时,要善于把立体图,改画成易于分析受力的平面图形 2、注意磁场和电流的方向是否垂直 二、判断通电导线在安培力作用下的运动方向问题 1.画出导线所在处的磁场方向 2.确定电流方向 3.根据左手定则确定受安培力的方向 4.根据受力情况判断运动情况 三、处理导线受到安培力的一般思路 先对导线进行受力分析,画出导线的受力平面图,然后依照F 合=0,F 合=ma ， 列出相应的方程 17．（13分）如图所示，两平行光滑的导轨相距l =0.5m ，两导轨的上端通过一阻值为R =0.4Ω的定值电阻连接，导轨平面与水平面夹角为θ=30o，导轨处于磁感应强度为B =1T 、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，一长度恰等于导轨间距、质量为m =0.5kg 的金属棒， 由图示位置静止释放，已知金属棒的电阻为r =0.1Ω，导轨电阻不计，g =10m/s 2 。求： （1）求金属棒释放后，所能达到的最大速度v m ； （2）当金属棒速度达v =2m/s 时，其加速度的大小； （3）若已知金属棒达最大速度时，下滑的距离为s =10m ，求金属棒下滑过程中，棒中产生的焦耳热。 1. 磁场对电流有力的作用，而通电导体中的电流是由电荷的定向移动形成的。洛伦兹力是

4关于动生电动势中洛伦兹力的在认识

感生电动势和动生电动势问题探讨 物理科郑生 人教版高中物理教材“选修3-2第四章第5节电磁感应现象的两类情况”中，讲述了感生电动势和动生电动势问题，在讲到动生电动势中的非静电力问题时，讲了这样一句话：“非静电力与洛伦兹力有关”，这句话讲得很含糊，到底非静电力是不是洛伦兹力，如果不是，那么非静电力又是什么力？教材未作进一步阐述，笔者查阅与教材相配套的教师教学用书后发现，教材这样处理“主要是为了降低难度”，这是可以理解的，然而，这却导致了学生对这一问题产生了疑惑，搞不清非静电力是什么力，从而也搞不清动生电动势是如何产生的、非静电力是如何做功的、棒中能量是如何转化的、安培力与洛伦兹力之间是什么关系等问题。针对目前的现状，笔者认为有必要对相关问题进行深入探讨。 本文先回顾相关内容，再澄清错误认识。 如图所示，水平放置的导体框架，宽L=0.50m ，接有电阻R=0.20Ω，匀强磁场垂直框架平 面向里，磁感应强度B=0.40T.一导体棒ab 垂直框边跨放在框架上，并能无摩擦地在框架上滑动，框架和导体ab 的电阻均不计.当ab 以v=4.0m/s 的速度向右匀速滑动时，求： （1）ab 棒中产生的感应电动势大小； （2）维持导体棒ab 做匀速运动的外力F 的大小；υ 1 F 1=q υ1B F 2=q υ2B υ2 υ1F 1=q υ1B F 2=q υ2B υ2F 合F 外

υ1 F 1=q υ1B F 2=q υ2B υ2 +++ E F 电=q E 二、内容的回顾 1.教材中的内容 教材选修3-2第四章第5节在阐述“电磁感应现象中的洛伦兹力”问题时，给出了一个栏目“思考与讨论”，内容如下： 图1如图1，导体棒在匀强磁场中运动。 （1）自由电荷会随着导体棒运动，并因此受到洛伦兹力。导体棒中自由电荷相对于纸面的运动大致沿什么方向？ （2）导体棒一直运动下去，自由电荷是否总会沿着导体棒运动？为什么？ （3）导体棒哪端的电势比较高？ （4）如果用导线把C 、D 两端连接到磁场外的一个用电器上，导体棒中的电流是沿什么方向的？ 在这一栏目之后，教材未作阐述就直接给出了结论：导体棒“相当于一个电源”，同时指出：“非静电力与洛伦兹力有关。”可见，教材中的阐述较简单。 2.某些资料中的内容 笔者翻阅了一部分教辅资料后发现，关于动生电动势中洛伦兹力的认识有错误，不妨列举两例： （1）在“创新方案?高中新课标同步创新课堂?物理（配人教版选修3-2）”中是这样说的：“导体在磁场中做切割磁感线运动时产生的感应电动势叫动生电动势，它是由于导体中自由电子受到洛伦兹力作用而引起的，使自由电子做定向移动的非静电力就是洛伦兹力。” 该表述中的错误之处是：非静电力就是洛伦兹力。 （2）在“教材解析?高中物理?选修3-2”中是这样说的：“产生动生电动势的导体相当于电源，其中所谓的非静电力就是洛伦兹力，”“电动势的大小等于移动单位正电荷时洛伦兹力所做的功。” 该表述中的错误之处是：非静电力就是洛伦兹力，洛伦兹力做了功。 综合以上回顾可见，关于动生电动势中洛伦兹力的认识，现行教材进行了淡化处理，而部分教辅资料中则存在错误，加上部分教师对此也有模糊认识，从而导致教学中出现混乱局面，搞不清是怎么回事，教师如不及时澄清，势必影响后续知识的学习。 三、认识的澄清 1.洛伦兹力与非静电力的关系 -----F 外

磁场知识点总结

磁场知识点总结 一、磁场 1、磁场：磁场是存在于磁体、运动电荷周围的一种物质．它的基本特性是：对处于其中的磁体、电流、运动电荷有力的作用． 2、磁现象的电本质：所有的磁现象都可归结为运动电荷之间通过磁场而发生的相互作用．3．地磁场 地球本身是一个磁体，附近存在的磁场叫地磁场，地磁的南极在地球北极附近，地磁的北极在地球的南极附近。 4．地磁体周围的磁场分布：与条形磁铁周围的磁场分布情况相似。 5．指南针：放在地球周围的指南针静止时能够指南北，就是受到了地磁场作用的结果。6．磁偏角 地球的地理两极与地磁两极并不重合，磁针并非准确地指南或指北，其间有一个交角，叫地磁偏角，简称磁偏角。 说明：①地球上不同点的磁偏角的数值是不同的。 ②磁偏角随地球磁极缓慢移动而缓慢变化。 ③地磁轴和地球自转轴的夹角约为11°。 二、磁场的方向 在电场中，电场方向是人们规定的，同理，人们也规定了磁场的方向。 1、规定： 在磁场中的任意一点小磁针北极受力的方向就是那一点的磁场方向。 2、确定磁场方向的方法是： 将一不受外力的小磁针放入磁场中需测定的位置，当小磁针在该位置静止时，小磁针N 极的指向即为该点的磁场方向。 磁体磁场：可以利用同名磁极相斥，异名磁极相吸的方法来判定磁场方向。 电流磁场：利用安培定则（也叫右手螺旋定则）判定磁场方向。 三、磁感线 为了描述磁场的强弱与方向，人们想象在磁场中画出的一组有方向的曲线． 1．疏密表示磁场的强弱． 2．每一点切线方向表示该点磁场的方向，也就是磁感应强度的方向． 3．是闭合的曲线，在磁体外部由N极至S极，在磁体的内部由S极至N极．磁线不相切不相交。 4．匀强磁场的磁感线平行且距离相等．没有画出磁感线的地方不一定没有磁场． 5．安培定则：姆指指向电流方向，四指指向磁场的方向．注意这里的磁感线是一个个同心圆，每点磁场方向是在该点切线方向·

对安培力是洛仑兹力的宏观表现的理解

对安培力是洛仑兹力的宏观表现的理解 蔡先之 江苏省宿迁市青华中学 【摘 要】本文分析了安培力是洛仑兹力的宏观表现的理解中常见观点存在的问题，探讨了解释的方法。 【关键词】安培力 洛仑兹力 霍尔电场 电场力 【中图分类号】O441 【文献标识码】A 【文章编号】1674－4810（2012）07－0130－02 安培力是磁场对载流导体的作用力。由实验可知电流元 I dl受到的安培力：d F A＝B×I dl（1） 一 对安培力是洛仑兹力的实现表现的理解 安培力产生的原因是什么呢？中学物理课本中解释为洛仑兹力的宏观反映。对于这个观点的理解常有以下几种：第一，导体中作定向运动的电子，受到洛仑兹力作用而与导体晶格发生侧向碰撞，将动量传递给导体，其宏观效果就表现为导体受到安培力的作用。这种解释虽然简单，但仔细分析就会发现问题，不能自圆其说。（1）沿着导体纵向运动形成电流的自由电子，也应与导体晶格碰撞，也应把获得的能量传递给导体，这似乎应该同时存在沿着导体方向的安培力，然而实验表明沿导体纵向的安培力并不存在。（2）安培力是持续的。自由电子与导体晶格的碰撞也应当是持续的，这将导致晶格热运动的加剧，不断产生焦耳热。这样处于磁场内外的两个相同导体，维持同一电流，在相等时间内，前者放出的焦耳热应多于后者。然而实际上两者却无差异。（3）处于磁场的载流导体要产生霍尔效应。稳定状态下，自由电子在横向受到平衡的洛仑兹力和霍尔电场力，它不再侧向飘移，更谈不上和导体晶格的侧向碰撞。如此说来，安培力似乎应不复存在，但实际上安培力依然存在。由此可见，安培力的微观成因不能用电子与导体晶格的侧向碰撞来解释。 第二，根据经典导电理论，金属导体是由带正电的原子实组成的晶格结构，晶格之间有带负电的自由电子，当导体上加有外电场时，自由电子逆外电场方向定向漂移（这里不考虑热运动），从而形成沿外电场方向的电流。当加入外磁场后，定向运动的自由电子因受洛仑兹力而发生偏转。这种侧向偏转运动将使电子在导体的一侧积累而形成负电荷层，同时，对面的一侧因电子减少而形成正电荷层，霍耳电场阻止自由电子侧向偏转。开始时，霍耳电场随自由电子的不断偏转而增强，自由电子受到的霍耳电场力也不断增大。当该电场力与洛仑兹力相平衡时，自由电子的偏转运动终止，自由电子仍以无外磁场时的速度定向运动。上述过程达到稳定一般是瞬间完成的。导体内自由电子在外磁场下侧移达到稳定后，导体内存在稳定的霍耳电场。该电场对自由电子施加电场力的同时，也对带正电的晶格施加电场力。自由电子受到的霍耳电场力与洛仑兹力平衡，受净力为零，而晶格受到的霍耳电场力，宏观上表现为载流导体所受的安培力，即：载流导体内自由电子受的洛仑兹力是通过霍耳电场传递给晶格的。上述过程看起来合情合理，但仔细分析会发现这种观点也存在问题，霍耳电场与导体固结，电场对晶格的作用力作用在导体上，而晶格对电场的作用力也作用在导体上，此二力为平衡力，怎么会表现出宏观作用力——安培力呢？ 第三，安培力是导体内自由电子受的洛仑兹力的合力这种观点存在两个问题：第一，洛仑兹力作用在导电粒子上，而安培力作用在导体上；第二，洛仑兹力是怎样传递给导体的未作任何解释，机制不清。 二 针对理解中存在的问题，提出解释 第一种情况载流导体在磁场中处于静止状态时（将导体固定不动），受到的安培力是怎样产生的？如图1所示，位于匀强磁场B中的导体处于静止状态。导体中的自由电子以速度v向右运动形成电流。在洛仑兹力f－L的作用下，自由电子作侧向漂移，使电子在导体的下侧积累而形成负电荷层，同时上侧形成正电荷层，其间形成一横向电场，即霍尔电场。霍尔电场阻碍电子继续侧向漂移，直到该电场对电子所施加的电场阻力f－H（霍尔电场力）与其所受的洛仑兹力f－L平衡时，电子的侧向漂移停止，而仅作沿导体纵向的运动，霍尔电场达到稳定状态。该电场强度：E＝－v×B （2）静止导体中各带电粒子的受力情况是： 1．自由电子受两个力作用 （1）洛仑兹力：f－L＝－ev×B （3）（2）霍尔电场力：f－H＝－e E H＝ev×B （4）2．导体晶格正离子受力为 （1）洛仑兹力：f＋L＝0 （5）（2）霍尔电场力：f＋H＝e E H＝－ev×B （6）3．霍尔电场受两个力作用 （1）自由电子对霍尔电场的反作用力： f'－H＝－f－H＝－ev×B （7）（2）晶格正离子对霍尔电场的反作用力： f'＋H＝－f＋H＝ev×B （8）在上述各力中，哪些力直接作用于导体并导致导体的运动呢？很显然，只有构成导体骨架的晶格正离子及霍尔电场所受的力，方能起到这种作用。所以将（5）、（6）、（7）、（8）式相加（矢量和）得： f＋L＋f＋H＋（－f－H）＋（－f＋H）＝0－f－H＝－ev×B （9）对（9）式应作如下解释：我们将与导体固连的晶格正离子和形成霍尔电场的电荷作为研究对象，进行受力分析：由于导体相对磁场静止，所以晶格正离子受到的洛仑兹力f＋L 为零，对于导体来说，固连在导体上的晶格正离子与霍尔电场之间的作用力和反作用力（f＋H和－f＋H）是一对内力，对导体运动并无贡献。所以，只有自由电子对霍尔电场的反作用力（即－f＋H）对导体的运动才有贡献。 设导体长dl，截面积为S，单位体积内电子数为n，则导体中自由电子总数为N＝n S dl，这些自由电子对霍尔电场的反作用力为： d F A＝N（－f－H）＝－N ev×B＝－n S dl?ev×B 因为I＝en S v，所以d F A＝B×I dl，即安培力公式（1）。 所以在这种情况下，自由电子对霍尔电场的反作用力构成磁场对通电导体的作用力——安培力。即静止载流导体内的自由电子受到的洛仑兹力，通过霍尔电场的作用转变为导体所受的安培力。这就是静止载流导体所受的安培力的实质。 －130－

关于动生电动势中洛伦兹力的在认识

物理科郑生 人教版高中物理教材“选修3-2第四章第5节电磁感应现象的两类情况”中，讲述了感生电动势和动生电动势问题，在讲到动生电动势中的非静电力问题时，讲了这样一句话：“非静电力与洛伦兹力有关”，这句话讲得很含糊，到底非静电力是不是洛伦兹力，如果不是，那么非静电力又是什么力？教材未作进一步阐述，笔者查阅与教材相配套的教师教学用书后发现，教材这样处理“主要是为了降低难度”，这是可以理解的，然而，这却导致了学生对这一问题产生了疑惑，搞不清非静电力是什么力，从而也搞不清动生电动势是如何产生的、非静电力是如何做功的、棒中能量是如何转化的、安培力与洛伦兹力之间是什么关系等问题。针对目前的现状，笔者认为有必要对相关问题进行深入探讨。 本文先回顾相关内容，再澄清错误认识。 如图所示，水平放置的导体框架，宽L=0.50 m，接有电阻R=0.20 Ω，匀强磁场垂直框架平面向里，磁感应强度B=0.40 T.一导体棒ab垂直框边跨放在框架上，并能无摩擦地在框架上滑动，框架和导体ab的电阻均不计.当ab以v=4.0 m/s的速度向右匀速滑动时，求：（1）ab棒中产生的感应电动势大小； （2）维持导体棒ab做匀速运动的外力F的大小；

二、内容的回顾 1.教材中的内容 教材选修3-2第四章第5节在阐述“电磁感应现象中的洛伦兹力”问题时，给出了一个栏目“思考与讨论”，内容如下： 图1如图1，导体棒在匀强磁场中运动。 （1）自由电荷会随着导体棒运动，并因此受到洛伦兹力。导体棒中自由电荷相对于纸面的运动大致沿什么方向？ （2）导体棒一直运动下去，自由电荷是否总会沿着导体棒运动？为什么？ （3）导体棒哪端的电势比较高？ （4）如果用导线把C、D两端连接到磁场外的一个用电器上，导体棒中的电流是沿什么方向的？ 在这一栏目之后，教材未作阐述就直接给出了结论：导体棒“相当于一个电源”，同时指出：“非静电力与洛伦兹力有关。”可见，教材中的阐述较简单。 2.某些资料中的内容 笔者翻阅了一部分教辅资料后发现，关于动生电动势中洛伦兹力的认识有错误，不妨列举两例： （1）在“创新方案?高中新课标同步创新课堂?物理（配人教版选修3-2）”中是这样说的：“导体在磁场中做切割磁感线运动时产生的感应电动势叫动生电动势，它是由于导体中自由电子受到洛伦兹力作用而引起的，使自由电子做定向移动的非静电力就是洛伦兹力。” 该表述中的错误之处是：非静电力就是洛伦兹力。 （2）在“教材解析?高中物理?选修3-2”中是这样说的：“产生动生电动势的导体相当于电源，其中所谓的非静电力就是洛伦兹力，”“电动势的大小等于移动单位正电荷时洛伦兹力所做的功。” 该表述中的错误之处是：非静电力就是洛伦兹力，洛伦兹力做了功。 综合以上回顾可见，关于动生电动势中洛伦兹力的认识，现行教材进行了淡化处理，而部分教辅资料中则存在错误，加上部分教师对此也有模糊认识，从而导致教学中出现混乱局面，搞不清是怎么回事，教师如不及时澄清，势必影响后续知识的学习。 三、认识的澄清 1.洛伦兹力与非静电力的关系

洛伦兹力的大小和方向参考资料

洛伦兹力的大小、方向及公式 一、单项选择题 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 2.有一束电子流沿x 轴正方向高速运动，如图所示，电子流在z 轴上的P 点处所产生的磁场方向是（ ） A 、y 轴正方向 B 、y 轴负方向 C 、z 轴正方向 D 、z 轴负方向 3.（泰州市2008届第二学期期初联考）“月球勘探者号”空间探 测器运用高科技手段对月球进行了近距离勘探，在月球重力分布、 取得了新的成果。月球上的磁场极其微弱,通过探测器拍摄电子在月球磁场中的运动轨迹,可分析月球磁场的强弱分布情况。如图是探测器通过月球表面①、②、③、④四个位置时，拍摄到的电子运动轨迹照片(尺寸比例相同)，设电子速率相同，且与磁场方向垂直，则可知磁场从强到弱的位置排列正确的是（ ） A. ①②③④ B. ①④②③ C. ④③②① D. ③④②① 4．在匀强磁场中有一带电粒子做匀速圆周运动，当它运动到M 点，突然与一不带电的静止粒子碰撞合为一体，碰撞后的运动轨迹应是图中的哪一个？（实线为原轨迹，虚线为碰后轨迹，不计粒子的重力） ( ) 二、双向选择题 5．海南省海口市2010届高三调研测试如图所示,一束电子以大小不同的速率沿图示方向 飞入横截面为一正方形的匀强磁场区,在从ab 边离开磁场的电子中，下列判断正确的是 （ ） A.从b 点离开的电子速度最大 B.从b 点离开的电子在磁场中运动时间最长 C.从b 点离开的电子速度偏转角最大 D.在磁场中运动时间相同的电子,其轨迹线一定重合 6．（烟台市2008届第一学期期末考）如图所示，在x 轴上方存在磁感应强度为B 的匀强磁场，一个电子（质量为m ，电荷量为q ）从x 轴上的O 点以速度v 斜向上射入磁场中，速度方向与x 轴的夹角为45°并与磁场方向垂直.电子在磁场中运动一段时间后，从x 轴上的P 点射出磁场. 则 （ ）

让时代之花,开在你我身边.docx

让时代之花，开在你有学者身边 ——浅谈如何打造中职物理信息化教学课堂前言：中职物理是一门关于自然科学的基础课程，其中蕴含的科学思想和科学方法对于 学生的发展具有重要的现实意义,信息化的教学为物理课堂带来了广阔的网络学习资源，使得 学生主体性的发挥在于信息化教学课堂之中得到了最大的应用，因此，教师应当在政治物理 教学中打造信息化教学课堂。 一、打造中职物理信息化教学课堂的意义 新课程改革和素质教育在学校教育中的倡行使得新的教育理念进入了物理教学之中，经 济的发展为学校，教育引入了更多的教学设备和设施，多媒体教学设备的使用为打造物理化信 息化物理教学课堂提供了条件，可见，物理教学与信息化教学的结合具有重要的现实意义，首先， 打造中职物理信息化教学课堂有利于拓展物理学习的途径和学习资源，使中职物理更好地适应学 生未来职业发展的需要，将职业化的教学方式带入物理课堂，充分发挥出网络技术发展在物理 教学中的价值。 其次，在中职物理中信息化教学课堂能够将抽象化的物理信息转变成为形象化的知识， 中职学生的物理学习基础一般都比较差，形象化的物理知识能够更好地帮助学生内化知识和建 构知识，通过多样化的教学课堂帮助学生挖掘出物理学习的兴趣和动力。 最后，打造中职物理信息化教学课堂有利于帮助教师通过各种信息化的教学设备处理教学 信息，将物理课堂更好地与时代对接，帮助学生通过多渠道获取物理信息资源，使物理教师的 教学效率在网络信息发展的支撑下得到更大的提高。 二、打造中职物理信息化教学课堂的策略 （一）多媒体导入教学，发挥信息优势 信息化教学课堂强调充分利用信息技术对于情景导入的作用，尤其是对于物理这样抽象 知识较多的学科教师更应当充分利用信息化形象生动地呈现知识的特点，通过多媒体导入物 理教学，发挥信息技术教学的优势。 例如，在讲解磁场对于运动电荷的作用力这部分内容的时候，教师可以这样引导学生：“有学者们之前已经学过了磁场对于电流的作用。接下来大家请看PPT，这里有两个问题， 有学者们如何判断磁场对于电流作用的方向以及电流是怎样形成的？哪位同学愿意来跟有学 者们一起分享一下你的看法呢？”接着，教师就可以邀请学生来回忆旧知识，通过这样的方式 学生能够更快的进入到物理课堂的教学之中，将注意力迅速地集中在教师的讲解上，接着， 教师再引 导学生：“根据有学者们已经学到的内容，大家可以猜测到磁场对于定向移动的电荷有力作用， 那么有学者们如何来证实这一猜想呢？接下来，PPT 上呈现出了一个实验，请大家认真观看， 然后总结一下磁场对运动电荷的作用。”这部分物理知识难以通过普通的英语进行表达和让学

洛伦兹力基础练习

洛伦兹力基础练习 1、如图所示，一束带电粒子沿水平方向飞过小磁针的上方，并与磁针指向平行，能使小磁针的 这束带电粒子可能是（ ） 2、 一束几种不同的离子，垂直射入有正交的匀强磁场 B i 和匀强电场区域里，离子束保持原 运动方向未发生偏转.接着进入另一匀强磁场 R,发现这些离子分成几束。如图 .对这些 离子，可得出结论 A 、 它们速度大小不同 B 、它们都是正离子 C 、它们的电荷量不相等 D 、它们的荷质比不相等 3、 如图所示，在垂直纸面向里的匀强磁场中有三个带电粒子，它们在纸面内沿逆时针方向 做匀速圆周运动，其中 1和2为质子的轨迹，3为a 粒子（氦核）的轨迹?三者的轨道半径关 系为R > Ra>讯，并相切于P 点?设v 、a 、T 、F 分别表示它们做圆周运动的线速度、加速度、 周期和所受的洛伦兹力的大小，则下列判断正确的是（ ） A. v i > V 2 > v a B . a i > a 2> a a C . T i V T 2V T a D . F i =F 2=F 3 4、如图所示，在垂直纸面向里的匀强磁场的边界上，有两个电荷量绝对值相同、质量相同的正、负粒子 从o 点以相同的速度先后射入磁场中，入射方向与边界成 e 角，则正、负粒子在磁场中 A. 运动时间相同 B. 运动轨迹的半径相同 C. 重新回到边界时速度大小不同方向相同 D. 重新回到边界时与 0点的距离相同 XXXXXXXXXXXX X XX XXXXXXXXX x >rx xxx X /K x x x x X X X X X 江彩缪X X X X 5、圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场，三个质量和电荷量都相同的带电粒子 a 、 b 、c,以不同的速率沿着 A0方向 对准圆心0射入磁场，其运动轨迹如图所示。若带电粒子只受磁场力的作用，则下列说法正确的是 （ ） A. a 粒子速率最大 B. c 粒子速率最大 C. a 粒子在磁场中运动的时间最长 D.它们做圆周运动的周期 T a VT b VT c N 极转向纸内，那么 A.向右飞行的正离子束 B ?向左飞行的正离子束 C.向右飞行的负离子束 D ?向左飞行的负离子束 （不计重力），