江苏省东台市高中物理第三章磁场3.5运动电荷在磁场中的受力导学案新人教版.docx

3.5 运动电荷在磁场中受到的力班级 姓名 ， 1课时 使用时间 一.学习目标1.通过实验，观察阴极射线在磁场中的偏转，认识洛伦兹力.2.会判断洛伦兹力的方向，会计算洛伦兹力的大小.3.了解电子束的磁偏转原理以及在科学技术中的应用重点：推导公式F=qvB，并会用此公式解答有关问题难点：推导公式F=qvB，并会用此公式解答有关问题二、自学检测一、洛伦兹力1定义：_在磁场中所受的力2与安培力的关系：通电导线在磁场中所受的安培力是洛伦兹力的_，而洛伦兹力是安培力的微观本质二、洛伦兹力的方向和大小1洛伦兹力的方向(1)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平面内让_从掌心进入，并使四指指向_，这时拇指所指的方向就是运动的正电荷在磁场中所受_的方向负电荷受力的方向与正电荷受力的方向_(2)特点：洛伦兹力的方向与电荷运动方向和磁场方向都_，洛伦兹力只改变带电粒子的运动方向，不改变速度大小，对电荷不做功2洛伦兹力的大小(1)一般公式：FqvBsin ，其中为_方向与_方向的夹角(2)当_时，FqvB.(3)当_时，F0.三、电视显像管的工作原理1电视显像管应用了电子束_的原理2扫描：电子束打在荧光屏上的位置在_的控制下一行一行的不断移动3偏转线圈：产生使电子束偏转的_.三合作探究任务一、洛伦兹力的方向问题设计通电导线在磁场中受安培力作用FBIL,如果导线中不通电,则F0.可见,电荷的定向运动会受到磁场的作用.如图1所示,抽成真空的电子射线管放在磁场中时,会看到电子流的偏转.改变磁场方向，观察电子偏转方向.1.电子偏转方向与磁场方向有无关系？2.电子偏转方向与磁场方向、电子运动方向的关系满足怎样的规律？ 要点提炼洛伦兹力的方向与电荷运动方向和磁场方向都 垂直 ，洛伦兹力只改变带电粒子的运动方向，不改变速度大小，对电荷不做功例1以下四个图是表示磁场磁感应强度B、负电荷运动方向v和磁场对负电荷洛伦兹力F的相互关系图，其中正确的是(B、v、F两两垂直) ()二、洛伦兹力的大小问题设计如图2所示，直导线中自由电荷的电量为q，定向移动的速度为v，单位体积的自由电荷数为n，导线长度为L，横截面积为S.1导线中的电流是多少？导线在磁场中所受安培力多大？2长为L的导体中含有的自由电荷数为多少？如果把安培力看成是每个自由电荷所受洛伦兹力的合力，则每个自由电荷所受洛伦兹力是多少？要点提炼安培力是每个运动的自由电荷在磁场中所受洛伦兹力的宏观表现.例2如图3所示，匀强磁场的磁感应强度为B，带电粒子的速率为v，带电荷量为q，求各带电粒子所受洛伦兹力的大小和方向三、电视显像管的工作原理问题设计目前，电视机已走进了家家户户，给人们的生活带来了巨大的变化足不出户便可欣赏到千里之外的奥运赛事的精彩直播！电视机正在播放节目时，禁止将磁铁靠近荧光屏！你知道这是为什么吗？1电视机显像管的主要构造是什么？工作原理是什么？电视机显像管由电子枪、偏转线圈和荧光屏三部分组成阴极发射电子,经过偏转线圈(偏转线圈产生的磁场和电子运动方向垂直)电子受洛伦兹力发生偏转,偏转后的电子打在荧光屏上,使荧光屏发光2电子束怎样实现“扫描”图像？在电视机显像管的偏转区，分别在竖直方向和水平方向产生偏转磁场，其方向、强弱都在不断地变化，因此电子束打在荧光屏上的光点就像如图所示那样不断移动，这在电视技术中叫做扫描.例题3：如图4所示为电视机显像管偏转线圈的示意图，当线圈通以图示的直流时，形成的磁场如图中虚线所示，一束沿着管颈轴线射向纸内的电子将 ()A向上偏转B向下偏转C向右偏转D向左偏转例4一个质量m0.1 g的小滑块，带有q5104C的电荷量,放置在倾角30的光滑斜面上(绝缘)，斜面固定且置于B0.5 T的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，如图5所示，小滑块由静止开始沿斜面滑下,斜面足够长,小滑块滑至某一位置时,要离开斜面(g取10 m/s2).求: (1)小滑块带何种电荷？(2)小滑块离开斜面时的瞬时速度多大？(3)该斜面长度至少多长？【当堂训练】1在以下几幅图中，洛伦兹力的方向判断不正确的是()2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3带电荷量为q的粒子在匀强磁场中运动，下列说法中正确的是()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、方向均不变C洛伦兹力方向一定与电荷运动方向垂直，磁场方向一定与电荷运动方向垂直D粒子在只受到洛伦兹力作用时运动的动能不变4如图1所示是电子射线管示意图接通电源后，电子射线由阴极沿x轴方向射出在荧光屏上会看到一条亮线要使荧光屏上的亮线向下(z轴负方向)偏转，在下列措施中可采用的是()A加一磁场，磁场方向沿z轴负方向B加一磁场，磁场方向沿y轴正方向C加一电场，电场方向沿z轴负方向D加一电场，电场方向沿y轴正方向5初速度为v0的电子，沿平行于通电长直导线的方向射出，直导线中电流方向与电子的初始运动方向如图2所示，则()A电子将向右偏转，速率不变B电子将向左偏转，速率改变C电子将向左偏转，速率不变D电子将向右偏转，速率改变6长直螺线管中通有电流，沿螺线管中心轴线射入一电子，若螺线管中电流增大，方向不变，电子在螺旋管中心轴线上运动情况是()A做匀速直线运动B做变加速直线运动C做变减速直线运动D做间距变大的螺旋运动7如图3所示，空间存在相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场的方向竖直向下，磁场方向垂直纸面向里，一带电油滴P恰好处于静止状态，则下列说法正确的是 ()A若撤去磁场，P可能做匀加速直线运动B若撤去电场，P一定做匀加速直线运动C若给P一初速度，P可能做匀速直线运动D若给P一初速度，P一定做曲线运动8关于带电粒子在匀强电场和匀强磁场中的运动，下列说法中正确的是()A带电粒子沿电场线方向射入，电场力对带电粒子做正功，粒子动能一定增加B带电粒子垂直于电场线方向射入，电场力对带电粒子不做功，粒子动能不变C带电粒子沿磁感线方向射入，洛伦兹力对带电粒子做正功，粒子动能一定增加D不管带电粒子怎样射入磁场，洛伦兹力对带电粒子都不做功，粒子动能不变四检测清盘1、关于带电粒子所受洛仑兹力f、磁感应强度B和粒子速度v三者之间的关系，下列说法中正确的是（ ）A、f、B、v三者必定均相互垂直B、f必定垂直于B、v，但B不一定垂直vC、B必定垂直于f，但f不一定垂直于vD、v必定垂直于f，但f不一定垂直于B2、有关电荷受电场力和洛仑兹力的说法中，正确的是（ ）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电场方向垂直D、电荷若受磁场力，则受力方向与该处磁场方向垂直3、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，电量之比为1：2，则两带电粒子受洛仑兹力之比为（ ）A、2：1 B、1：1 C、1：2 D、1：44、如图所示，在电子射线管上方平行放置一通电长直导线，则电子射线将（ ）A、向上偏 B、向下偏 C、向纸内偏 D、向纸外偏5、图所示为一速度选择器，内有一磁感应强度为B，方向垂直纸面向外的匀强磁场，一束粒子流以速度v