2017-2018学年高中物理人教版选修3-1学案：3.5运动电荷在磁场中受到的力 word版含答案 5页

5　运动电荷在磁场中受到的力学习目标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.自主探究1.阴极射线管接到高压电源后,　　　　会发射　　　　,电子在　　　　作用下飞向　　　　,电子飞过挡板上的扁平狭缝后形成一个　　　　. 2.洛伦兹力是　　　　　　　　　　　. 3.洛伦兹力的方向的判断——左手定则:   4.洛伦兹力的大小:　　　　. 合作探究一、回顾复习前面我们学习了磁场对电流的作用力,下面思考两个问题:1.如图,判定安培力的方向若已知图中B=4.0×10-2T,导线长L=10cm,I=1A.求导线所受的安培力大小.2.什么是电流?二、新课教学\n磁场对电流有力的作用,电流是由电荷的定向移动形成的,我们会想到:这个力可能是作用在运动电荷上的,而安培力是作用在运动电荷上的力的宏观表现.观察磁场阴极射线在磁场中的偏转实验现象结论:电子射线管发出的电子束,如图甲中的径迹是　　　　.把电子射线管放在蹄形磁铁的磁场中,如图乙所示,电子束的径迹向　　　　发生了偏转,若调换磁铁南北极的位置,则电子束的径迹会向　　　　偏转. 1.洛伦兹力的方向和大小(1)洛伦兹力的定义: 如图运动电荷在磁场中受到洛伦兹力的作用,那么洛伦兹力的方向如何判断呢?(2)洛伦兹力的方向——左手定则伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一个平面内;让磁感线从掌心进入,并使四指指向　　　运动的方向,这时拇指所指的方向就是运动的　　　　　　　的方向. 特别提示:①洛伦兹力的方向总是垂直于B和v决定的平面.B与v可以垂直,也可以不垂直.②因为洛伦兹力方向总是与速度方向垂直,所以洛伦兹力一个重要特点就是对带电粒子不做功,它只会改变速度的方向而不会改变速度的大小.③正电荷运动方向应与左手四指指向一致,负电荷运动方向则应与左手四指指向相反(先确定负电荷形成电流的方向,再用左手定则判定).\n【课堂练习】试判断如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.(3)洛伦兹力的大小设有一段长度为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,每个自由电荷的电荷量为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为B的磁场中.①这段导线中电流I的微观表达式I=　　　　　　. ②这段导体所受的安培力F安=　　　　　　. ③这段导体中含有多少自由电荷数为　　　　　 ④每个自由电荷所受的洛伦兹力大小F=　　　　　　. (4)洛伦兹力的计算公式①当粒子运动方向与磁感应强度垂直时(v⊥B),F=　　　　　　. ②当粒子运动方向与磁感应强度方向成θ时,F=　　　　　　. 2.电视显像管的工作原理问题1:要使电子打在A点,偏转磁场应该沿什么方向?问题2:要使电子打在B点,偏转磁场应该沿什么方向?问题3:要使电子打在荧光屏的位置从A点向B点逐渐移动,偏转磁场应该怎样变化?\n课堂检测1.来自宇宙的质子流,以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点,则这些质子在进入地球周围的空间时,将(　　)A.竖直向下沿直线射向地面　　　　　　　　　B.相对于预定地面向东偏转C.相对于预定点稍向西偏转D.相对于预定点稍向北偏转2.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(　　)A.F、B、v三者必定均保持垂直B.F必定垂直于B、v,但B不一定垂直于vC.B必定垂直于F、v,但F不一定垂直于vD.v必定垂直于F、B,但F不一定垂直于B3.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、F、v两两垂直).其中正确的是(　　)4.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(　　)A.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5.一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6.电子的速率v=3×106m/s,垂直射入B=0.10T的匀强磁场中,它受到的洛伦兹力是多大?\n