3.5《磁场对运动电荷的作用力》学案全集1（人教版选修31） doc--高中物理 .doc

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1、http:/http:/ 永久免费组卷搜题网永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网3.5 磁场对运动电荷的作用力磁场对运动电荷的作用力【学习目标】【学习目标】（一）知识与技能1、知道什么是洛伦兹力.利用左手定则判断洛伦兹力的方向.2、知道洛伦兹力大小的推理过程.3、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.4、了解 v 和 B 垂直时的洛伦兹力大小及方向判断.理解洛伦兹力对电荷不做功.5、了解电视显像管的工作原理（二）过程与方法通过观察，形成洛伦兹力的概念，同时明确洛伦兹力与安培力的关系(微观与宏观)，洛伦兹力的方向也可以用左手定则判断。通过思考与讨论，推导出洛伦兹力

2、的大小公式F=qvBsin。最后了解洛伦兹力的一个应用电视显像管中的磁偏转。（三）情感态度与价值观引导学生进一步学会观察、分析、推理，培养学生的科学思维和研究方法。让学生认真体会科学研究最基本的思维方法:“推理假设实验验证”。【自主学习】【自主学习】想一想想一想：是不是所有的运动电荷都受磁场的作用呢？受到磁场作用力的大小和方向又是怎样的呢？填一填填一填：带电粒子在磁场磁场中所受的力称为洛伦兹力，而通电导线所受到的安培力是洛伦兹力的宏观表现宏观表现，因而洛伦力的方向也可以用左手定则左手定则进行判断，具体如下：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直垂直，且与都手掌在同一平面同一平面内，让磁感线从掌心掌

3、心进入，并使四指指向正电荷的运动方向正电荷的运动方向，此时拇指所指的方向就是运动的正电荷所受到的洛伦兹力的方向洛伦兹力的方向。判断负电荷所受洛伦兹力时，四指的方向应指向负电运动的反方向反方向。填一填：填一填：电流的微观表达式 I=nqsv，代入安培力公式得：F安=sinBnqsvl，则运动电荷所受洛伦兹力为：F=FN安sinsinBnqsvlBqvnsl，为磁场方向磁场方向与电荷运动方向的夹角，当0 时，洛伦兹力 F=0，当90时，洛伦兹力 F=Bqv。做一做：做一做：电视机的显像管就是利用了电子束的磁偏转磁偏转制作的，由于显像管的整个荧光屏都可发光，故在偏转区域的水平水平和竖直竖直方向都有偏

4、转线圈偏转线圈所产生的磁场，且磁场的强弱强弱和方向方向都在不断的变化。点一点点一点：由左手定则可知洛伦兹力的方向与速度的方向垂直，那么这个力有怎样的特点呢？会不会对粒子做功呢？【典例剖析】【典例剖析】http:/http:/ 永久免费组卷搜题网永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网【例 1】关于带电粒子所受洛伦兹力 F 和磁感应强度 B 及粒子速度 v 三者之间的关系，下列说法中正确的是AF、B、v 三者必定均保持垂直BF 必定垂直于 B、v，但 B 不一定垂直于 vCB 必定垂直于 F、v，但 F 不一定垂直于 vDv 必定垂直于 F、B，但 F 不一定垂直于 B解析：根据左手定

5、则，洛伦兹力垂直于 B，也垂直于 v，垂直于 B 与 v 所决定的平面，但 B 与 v 不一定垂直.答案：B【例 2】如图所示的是磁感应强度 B、正电荷速度 v 和磁场对电荷的作用力 F 三者方向的相互关系图（其中 B 垂直于 F 与 v 决定的平面，B、F、v 两两垂直）。其中正确的是答案：D洛伦兹力的大小洛伦兹力的大小【例 3】如图所示，匀强磁场方向水平向里，匀强电场方向竖直向下，有一正离子恰能沿直线从左向右水平飞越此区域。则+BEvA若电子从右向左飞入，电子也沿直线运动B若电子从右向左飞入，电子将向上偏转C若电子从右向左飞入，电子将向下偏转D若电子从左向右飞入，电子也沿直线运动解析：若电

6、子从右向左飞入，电场力向上，洛伦兹力也向上，所以上偏，B 正确；若电子从左向右飞入，电场力向上，洛伦兹力向下。由题意，对正电荷 qE=Bqv，与 q 无关，所以对电子二者也相等，所以电子从左向右飞，做匀速直线运动.http:/http:/ 永久免费组卷搜题网永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网答案：BD【例 4】一个长螺线管中通有电流，把一个带电粒子沿中轴线方向射入（若不计重力影响），粒子将在管中A做圆周运动B沿轴线来回运动C做匀加速直线运动D做匀速直线运动解析：通电长螺线管内部的磁场方向始终与中轴线平行，带电粒子沿磁场方向运动时，不受洛伦兹力，所以一直保持原运动状态不变，正确答

7、案是 D。答案：D【课堂训练】【课堂训练】1、下列说法正确的是()A.运动电荷在磁感应强度不为零的地方，一定受到洛伦兹力的作用B.运动电荷在某处不受洛伦兹力作用，则该处的磁感应强度一定为零C.洛伦兹力既不能改变带电粒子的动能，也不能改变带电粒子的动量D.洛伦兹力对带电粒子不做功2、.如图 1，质量为 m，带电量为+q 的 P 环套在水平放置的足够长的固定的粗糙绝缘杆上，整个装置放在方向垂直纸面向里的匀强磁场中，现给 P 环一个水平向右的瞬时冲量 I，使环开始运动，则 P 环运动后()A.P 环克服摩擦力做的功一定为mI22B.P 环克服摩擦力做功可能为零C.P 环克服摩擦力做的功可能大于零而小

8、于mI22D.P 环最终所受的合外力不一定为零3、.在图 2 中，单摆的摆线是绝缘的，长为 l，摆球带正电，单摆悬挂于 O 点，当它摆过竖直线 OC 时，便进入或离开一个匀强磁场，磁场的方向垂直于单摆的摆动平面，在摆角小于 5时，摆球来回摆动，下列说法中正确的是()A.A 点和 B 点处在同一个水平面上B.在 A 点和 B 点，摆线的拉力大小是相同的图 2图 1http:/http:/ 永久免费组卷搜题网永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网C.单摆的摆动周期gLT2D.单摆向右或向左摆过 D 点时，摆线的拉力一样大4、一个电子穿过某一空间而未发生偏转，则()A.此空间一定不存在磁

9、场B.此空间可能有磁场，方向与电子速度平行C.此空间可能只有磁场，方向与电子速度垂直D.此空间可能有正交的磁场和电场，它们的方向均与电子速度垂直5、下列有关带电粒子运动的说法中正确的是（不考虑重力）()A.沿着电场线方向飞入匀强电场，动能、动量都变化B.沿着磁感线方向飞入匀强磁场，动能、动量都不变C.垂直于磁感线方向飞入匀强磁场，动能、动量都变化D.垂直于磁感线方向飞入匀强磁场，动量不变，动能改变6、.如图 4 所示，有一磁感应强度为、方向竖直向上的匀强磁场，一束电子流以初速从水平方向射入，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和方向

10、是()A.，竖直向上B.，水平向左C.,垂直纸面向里D.,垂直纸面向外7、.从东向西运动的电子，由于受到地球磁场的作用，将会偏向（）A.南方B.北方C.上方D.下方8、如图 5 所示，铜质导电板置于匀强磁场中，通电时铜板中电流方向向下，由于磁场的作用，则（）A.板左侧聚集较多电子，使 b 点电势高于 a 点B.板左侧聚集较多电子，使 a 点电势高于 b 点C.板右侧聚集较多电子，使 a 点电势高于 b 点D.板右侧聚集较多电子，使 b 点电势高于 a 点9、长直导线 AB 附近有一带电的小球，由绝缘丝线悬挂在 M 点，当 AB 中通以如图 6 所示的恒定电流时，下列说法正确的是（）A.小球受磁

11、场力作用，方向与导线垂直指向纸里B.小球受磁场力作用，方向与导线垂直指向纸外图 4图 5图 6http:/http:/ 永久免费组卷搜题网永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网C.小球受磁场力作用，方向与导线垂直向左D.小球不受磁场力作用10、如图 7 所示，为一电磁流量计的示意图，截面为一正方形的非磁性管，其每边长为 d，内有导电液体流动，在垂直液体流动的方向加一指向纸里的匀强磁场，磁感应强度为 B.现测得液体表面上 a、b 两点间电势差为 U，求管内导电液体的流量Q.11、如图所示 8 所示，匀强电场的场强 E=4 V/m，方向水平向左；匀强磁场的磁感应强度 B=2 T，方向垂直于纸面向里，一个质量 m=1 g，带正电的小物块 A，从 M 点沿绝缘粗糙的竖直壁无初速下滑，当它滑行 0.8 m 到 N 点时就离开壁做曲线运动.当 A 运动到 P 点时，恰好处于平衡状态，此时速度方向与水平方向成 45角，点 P与 M 的高度差 H 为 1.5 m,试求：（1）A 沿壁下滑时摩擦力做的功；（2）P 与 M 的水平距离 s 等于多少？参考答案：1、D2、BC3、ABC4、BD5、AB6、C7、C8、C9、D10、dU/B11、(1)610-3J(2)0.6 m图 7图 8