辽宁地区高中物理第三章磁场3.5运动电荷在磁场中受到的力学案设计无解答新人教选修.docx

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=4.010-2 T,导线长L=10 cm,I=1 A.求导线所受的安培力大小.2.什么是电流?二、新课教学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: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.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.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).【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.这段导线中电流I的微观表达式I=.这段导体所受的安培力F安=.这段导体中含有多少自由电荷数为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当粒子运动方向与磁感应强度垂直时(vB),F=.当粒子运动方向与磁感应强度方向成时,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?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