資源簡介

(共20張PPT)
磁場對運動電荷的作用力
洛倫茲力的方向
左手定則：磁感線穿掌心，四指指向 電流的方向，大拇指所指的方向就是安培力的方向。
判斷安培力的方向
判斷洛倫茲力的方向
正電荷定向移動的方向
左手定則：伸開左手，使拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一個平面內；讓磁感線從掌心垂直進入，并使四指指向正電荷運動的方向（負電荷運動的反方向），這時拇指所指的方向就是運動的正電荷在磁場中所受洛倫茲力的方向。
洛倫茲力的本質
安培力是洛倫茲力的宏觀體現
洛倫茲力是安培力的微觀描述
洛倫茲力的大小
（與垂直）
（為與的夾角）
與垂直
與不垂直
練習
例題：求下圖中各電荷所受洛倫茲力的大小和方向
垂直于紙面向里
電子束的磁偏轉
電子槍
電子束
熒光屏
偏轉線圈
原理圖
磁液體發電機
原理圖
等離子體
原理：將一束等離子體（含有大量帶正負電荷的微粒，整體呈電中性）噴射入磁場，高速射入的離子在洛倫茲力的作用下向兩板聚集，使兩板間產生電勢差，直至之間的電勢差大到后面的微粒不再聚集到板上，因此間會形成穩定的電壓。
速度選擇器
原理圖
原理：如右圖所示，粒子所受重力可忽略不計，運動方向相同而速率不同的粒子束射入相互正交的勻強電場和勻強磁場所組成的場區中，若粒子運動軌跡不發生偏折，必須滿足平衡條件：，故，這樣就把滿足的粒子選擇出來了。
挑戰練習
【答案】D
【解析】、洛倫茲力沿軸負方向；、洛倫茲力沿軸負方向；沿平面入射的電子不能都滿足洛倫茲力方向沿軸正方向的條件；若在平面內沿軸負方向射入電子，電子受洛倫茲力最大且指向軸正方向，選項正確。
1.如圖所示，勻強磁場垂直于平面豎直向上，要使速率相同的電子進入磁場后，受到的洛倫茲力最大，并且洛倫茲力的方向指向軸正方向，那么電子運動方向可能是( )
A．沿軸正方向進入磁場
B．沿軸負方向進入磁場
C．在平面內，沿任何方向進入
D．在平面內，沿某一方向進入
挑戰練習
【答案】D
【解析】由安培定則可判斷陰極射線管所在處的磁場方向垂直紙面向外，根據左手定則判斷陰極射線在磁場中受洛倫茲力方向向上，故正確，錯誤。
2.如圖所示，在陰極射線管正上方平行放一通有強電流的長直導線，則陰極射線將( )
A．向紙內偏轉
B．向紙外偏轉
C．向下偏轉
D．向上偏轉
挑戰練習
3.如圖所示，某空間勻強電場豎直向下，勻強磁場垂直紙面向里，一金屬棒從高處自由下落，則( )
【答案】B
【解析】棒中自由電子隨棒一起下落，有向下速度，并受到向左的洛倫茲力，故自由電子往左端集中，因此A端帶負電，端帶正電。端受到向上靜電力，端受到向下靜電力，端先著地。
A．端先著地
B．端先著地
C．兩端同時著地
D．以上說法均不正確
挑戰練習
4．太陽內部活動劇烈時會向宇宙拋射大量高能帶電粒子，若這些粒子都到達地面，將會對地球上的生命帶來災難，地球也因此無法孕育生命。但由于地磁場的存在改變了宇宙射線中帶電粒子的運動方向，使得很多高能帶電粒子不能到達地面。下面說法中正確的是（　　）
A．地磁場直接把高能帶電粒子給反射回去
B．只有在太陽內部活動劇烈時，地磁場才對
射向地球表面的宇宙射線有阻擋作用
C．地磁場會使沿地球赤道平面垂直射向地球
的宇宙射線中的帶電粒子向兩極偏轉
D．地磁場只對帶電的宇宙射線有屏蔽作用，
對不帶電的射線（如γ射線）沒有阻擋作用
D
挑戰練習
14．D【詳解】A．根據左手定則，高能帶電粒子在地磁場中受到洛倫茲力的作用，發生偏轉，使其不能到達地面，不是反射回去，故A錯誤；
B．地磁場對任何射向地球表面的帶電宇宙射線，都有洛倫茲力作用，使帶電射線發生偏轉，起到阻擋作用，故B錯誤；
C．根據左手定則，地磁場對沿地球赤道平面垂直射向地球的宇宙射線中的帶電粒子使其做曲線運動，不會向兩極偏轉，故C錯誤；
D．地磁場對不帶電的射線無阻擋作用，因為它們不受洛侖茲力，故D正確。
故選D。
挑戰練習
5．從太陽或其他星體上放射出的宇宙射線中含有大量的高能帶電粒子。這些高能帶電粒子到達地球會對地球上的生命帶來危害，但由于地球周圍存在地磁場，地磁場能改變宇宙射線中帶電粒子的運動方向，如圖所示，對地球上的生命起到保護作用。假設所有的宇宙射線從各個方向垂直射向地球表面，那么以下說法正確的是（　　）
A．地磁場對宇宙射線的阻擋作用各處都相同
B．由于南北極磁場最強，因此阻擋作用最強
C．沿地球赤道平面垂直射來的高能正電荷向東偏轉
D．沿地球赤道平面垂直射來的高能負電荷向南偏轉
C
挑戰練習
5．C【詳解】AB．高能帶電粒子到達地球受到地磁場的洛倫茲力作用，發生偏轉。粒子在不同的磁場中，所受到的洛倫茲力大小不一，而磁場在南、北兩極的磁場幾乎與地面垂直，在赤道附近磁場的方向幾乎與地面平行，結合洛倫茲力的特點可知，地磁場對垂直射向地球表面的宇宙射線的阻擋作用在南、北兩極最弱，赤道附近最強，故AB錯誤；
C．根據左手定則，地磁場會使沿地球赤道平面內射來的宇宙射線中的帶正電粒子在洛倫茲力作用下向東偏轉，偏向面與赤道平面平行，故C正確；
D．根據左手定則，地磁場會使沿地球赤道平面內射來的宇宙射線中的帶負電粒子在洛倫茲力作用下向西偏轉，偏向面與赤道平面平行。故D錯誤。
故選C。
挑戰練習
6．在玻璃皿中，沿內壁邊緣放一個環形電極，中心放一個圓柱形電極，把它們分別接在電源的正、負兩極，然后在玻璃皿中注入導電液體，再將整個玻璃皿如左圖所示放入磁場中，磁鐵的上部為S極，下部為N極．液體將會旋轉起來，從上往下看，如右圖所示，關于液體的旋轉下列說法中正確的是
A．如果導電液是正離子導電，從上往下看液體順時針旋轉
B．如果導電液是負離子導電，從上往下看液體順時針旋轉
C．如果是液體中有等量的正負離子，從上往下看液體不旋轉
D．如果是液體中有等量的正負離子，從.上往下看液體逆時針旋轉
挑戰練習
BC
挑戰練習
如圖甲所示，在水平地面上固定一對與水平面傾角為 的光滑平行導電軌道，軌道間的距離為l，兩軌道底端的連線與軌道垂直，頂端接有電源。將一根質量為m的直導體棒 放在兩軌道上，且與兩軌道垂直。已知通過導體棒的恒定電流大小為I，方向由a到b，圖乙為圖甲沿 方向觀察的平面圖。若重力加速度為g，在軌道所在空間加一豎直向上的勻強磁場，使導體棒在軌道上保持靜止。
（1）請在圖乙所示的平面圖中畫出導體棒受力的示意圖；
（2）求出磁場對導體棒的安培力的大小；
（3）如果改變導軌所在空間的磁場方向，試確定使導體棒在軌道上保持靜止的勻強磁場磁感應強度B的最小值及其方向。
課堂小結
安培力與洛倫茲力
洛倫茲力
大小：
安培力是洛倫茲力的宏觀體現
洛倫茲力是安培力的微觀描述
（為與的夾角）
方向：用左手定則
挑戰練習
13．地磁場能有效抵御宇宙射線的侵入。赤道剖面外的地磁場可簡化為包圍地球的一定厚度的勻強磁場，方向垂直該剖面，如圖所示。圖中給出了速度在圖示平面內、分別從O點沿與地面平行和與地面垂直兩個不同方向入射的微觀帶電粒子（不計重力）在地磁場中的三條運動軌跡a、b、c，且它們都恰不能到達地面，則下列相關說法中正確的是（　　）
A．沿a軌跡運動的粒子帶正電
B．若沿a、c兩軌跡運動的是相同的粒子，則沿軌
跡a運動的粒子的速率更大
C．某種粒子運動軌跡為a，若它速率不變，只改變
射入地磁場的方向，則只要其速度在圖示平面內，
無論沿什么方向入射，都會到達地面
D．某種粒子運動軌跡為b，若它以相同的速率
在圖示平面內沿其他方向入射，則有可能到達地面
D

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