1、鲁科版高中物理选修 3-1第六章 磁场对电流和运动电荷的作用第 2 节 磁场对运动电荷的作用第 2 节 磁场对运动电荷的作用学案我的学习目标：1、知道什么是洛伦兹力，理解洛伦兹力与安培力的关系。2、利用左手定则会判断洛伦兹力的方向。3、掌握洛伦兹力大小的推理过程。4、掌握垂直进入磁场方向的带电粒子，受到洛伦兹力大小的计算。5、了解电视机显像管的工作原理。我的学习过程一、生活引入1、每课一诵（5 分）1、洛伦兹力（1） 上节课我们已经学习了安培力，知道：磁场对电流有力的作用，而电流又是由电荷的定向移动形成的，大家会想到什么？答： （2） 演示实验：观察阴极射线在磁场中的偏转实验现象：（1）在没有
2、磁场时： 。（2）在有磁场时： 。说明电子射线管的原理答： 结论： 二、基本功训练（一）、知识点学习1、知识点 1：学习认识什么是洛伦兹力。运动电荷在磁场中受到的作用力称为洛伦兹力。通电导线在磁场中所受安培力实际是洛伦兹力的宏观表现2、知识点 2：掌握洛伦兹力的方向（1） 运动的带电粒子所受洛伦兹力方向与 、 都垂直，也可以由 判定。（2） 左手定则的内容：答： 练习 1、试判断下图中所示的带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向。 （10 分）解答：甲中正电荷所受的洛伦兹力方向向上；乙中正电荷所受的洛伦兹力方向向下；丙中正电荷所受的洛伦兹力方向垂直于纸面指向读者；丁中正电荷所受的洛伦兹力的方
3、向垂直于纸面指向纸里。简易分析：（此题属于洛伦兹力方向应用直接作答题）3、知识点 3：掌握洛伦兹力的大小的推理过程（1） 、推导洛伦兹力大小的计算公式设有一段长度为 L 的通电导线，横截面积为 S，导线每单位体积中含有的自由电荷数为 n，每个自由电荷的电量为 q，定向移动的平均速率为 v，将这段导线垂直于磁场方向放入磁感应强度 B 的匀强磁场中请写出导线中电流 I 的微观表达式 I =这段导体所受的安培力为多大？ F安这段导体中含有多少自由电荷数？ N = 每个自由电荷所受的洛伦兹力大小为多大？据洛伦兹力和安培力的关系得： 安（2） 上面推导出的洛伦兹力大小计算公式的使用条件是什么？（3） 当
4、电荷速度 V 的方向与磁感应强度 B 的方向平行时，洛伦兹力的大小F 又如何？（4） 当电荷速度 V 的方向与磁感应强度 B 的方向夹角为 时，洛伦兹力的大小 F 又怎样来计算？思考与讨论（5 分）根据洛伦兹力的方向与带电粒子运动方向的关系，请你推测：洛伦兹力对带电粒子运动的速度有什么影响？洛伦兹力对带电粒子做的功是多少？4、知识点 4：掌握洛伦兹力大小的计算例题 1（5 分）：两个带电粒子以相同的速度垂直磁感线方向进入同一匀强磁场，两粒子质量之比为 1：4，电荷量之比为 1：2，则两带电粒子受洛伦兹力之比为 （ C ）宏观 微观A2：1 B1：1 C1：2 D1：4例题 2（10 分）：如图
5、所示，带电小球在匀强磁场中沿光滑绝缘的圆弧形轨道的内侧来回往复运动，它向左或向右运动通过最低点时 （ B ）速度相同 B加速度相同C所受洛伦兹力相同 D轨道给它的弹力相同5、知识点 5：了解电视机显像管的工作原理。（1） 主要构造： 、 、 等。（2） 工作原理显像管中有一个 ，工作时它能发射 ，荧光屏被电子束撞击就能发光。可是，很细的一束电子打在荧光屏上只能使 发光，而实际上要使整个屏幕发光，是利用 使电子束偏转了。思考与讨论(5 分)从右图可以看出，没有磁场时电子束打在荧光屏正中的 O 点。为使电子束偏转，由安装在管颈的偏转线圈产生偏转磁场。如果要使电子束在水平方向偏离中心，打在荧光屏上的
6、 A 点，偏转磁场应该沿什么方向？如果要使电子束打在 B 点，偏转磁场应该沿什么方向？解答：由左手定则，中偏转磁场应该竖直向上 中偏转磁场应该竖直向下。 （二）、知识点演练（15 分）1、如图所示，空间有磁感应强度为 B，方向竖直向上的匀强磁场，一束电子流以初速 v 从水平方向射入，为了使电子流经过磁场时不偏转（不计重力） ，则在磁场区域内必须同时存在一个匀强电场，这个电场的场强大小与方向应是 （ C ）AB/v，方向竖直向上 BB/v，方向水平向左CBv，垂直纸面向里 DBv，垂直纸面向外例 2 题第 1题第 2 题2、如图所示，一带负电的滑块从粗糙斜面的顶端滑至底端时的速率为 v,若加一个
7、垂直纸面向外的匀强磁场，并保证滑块能滑至底端，则它滑至底端时的速率 （ B ）A变大 B变小 C不变 D条件不足，无法判断3、 有一匀强磁场，磁感应强度大小为 1.2T，方向由南指向北，如有一质子沿竖直向下的方向进入磁场，磁场作用在质子上的力为 9.610-14N，则质子射入时速为 5m/s, ,质子在磁场中向 向东 方向偏转。三、题型训练（20 分）1有关电荷所受电场力和洛伦兹力的说法中，正确的是 （ BD ）A电荷在磁场中一定受磁场力的作用B电荷在电场中一定受电场力的作用C电荷受电场力的方向与该处的电场方向一致D电荷若受磁场力，则受力方向与该处的磁场方向垂直2如果运动电荷在磁场中运动时除磁
8、场力作用外不受其他任何力作用，则它在磁场中的运动可能是 （ AC ）A匀速圆周运动 B匀变速直线运动C变加速曲线运动 D匀变速曲线运动3电子束以一定的初速度沿轴线进入螺线管内，螺线管中通以方向随时间而周期性变化的电流，如图所示，则电子束在螺线管中做 （ A ）A匀速直线运动 B匀速圆周运动C加速减速交替的运动 D来回振动4带电荷量为+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 ( BD )B如果把+q 改为-q,且速度反向、大小不变,则洛伦兹力的大小不变C洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直,磁场方向一定与电荷运动方向垂直D粒子只受到洛伦兹力的作用.不可
9、能做匀速直线运动四、学以致用1、 我要解决生活中实际问题。(10 分)1如图所示，在 xOy 平面内，电荷量为 q、质量为 m 的电子从原点 O 垂直射入磁感应强度为 B 的匀强磁场中，电子的速度为 v0，方向与 x 轴正方向成30角，则电子到达 x 轴所用的时间是多少?这时电子在 x 轴的位置距原点的距离是多少?第 3题第 12 题参考答案： Tmt= 63qB， 0vx=Rq.2、每课一测(15 分)如图 质量为 0.1g 的小物块带有 510-4C 的电荷,放在倾角为 300且足够长的光滑绝缘的斜面上,整个装置放在磁感应强度为 0.5T 的匀强磁场中,如图所示.物块由静止下滑,滑到某个位置时离开斜面,求:物块带何种电荷?物块刚离开斜面时的速度多大? 物块从静止到刚离开斜面的过程中做什么运动,斜面至少多长?参考答案：负电, 3.3m/s, 匀加速,1.1m；第 8题
