§3.5 运动电荷在磁场中受到的力导学案.doc

任丘一中物理新授课导学案 班级： 小组： 姓名： 使用时间：组长评价： 教师评价：课题：3.5 运动电荷在磁场中受到的力 编者：刘长青学习目标：1认识什么是洛伦磁力，说明为什么安培力是洛伦磁力的宏观表现2会用公式F=qvB计算洛伦磁力的大小，会用左手定则判断洛伦磁力的方向3解释为什么洛伦磁力对电荷不做功4了解电视机显像管的工作原理。学习重点：1利用左手定则会判断洛伦兹力的方向。洛伦兹力大小计算公式的推导和应用。2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。学习难点： 1.洛伦兹力对带电粒子不做功。2洛伦兹力方向的判断。洛伦兹力计算公式的推导。导学案：使用说明：用严谨认真的态度完成导学案中要求的内容，明确简洁的记录自己遇到问题。预习部分（20分钟）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_.探究部分（30分钟） 探究点一:洛伦兹力的方向和大小1通过课本中的演示实验如图1，我们得出什么结论？ 图1 2用左手定则判断洛伦兹力方向和用左手定则判断安培力方向时，左手的用法相同吗？ 3洛伦兹力的大小如何确定？课本96页思考与讨论,推导洛伦兹力表达式. 4洛伦兹力和安培力的关系是怎样的？ 图2例1 图2中各图已标出磁场方向、电荷运动方向、电荷所受洛伦兹力方向三者中的两个，试标出另一个的方向变式训练1 下列关于带电荷量为q的粒子在匀强磁场中运动的说法，正确的是( ) A只要速度的大小相同，所受洛伦兹力的大小就相同 B如果把q改为q，且速度反向而大小不变，则洛伦兹力的大小、方向都不变图3 C洛伦兹力方向一定与电荷运动的速度方向垂直，磁场方向也一定与电荷的运动方向垂直 D当粒子只受洛伦兹力作用时，动能不变探究点二:电视机显像管的工作原理问题情境目前，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？2显像管的工作原理是什么？ 3. 如图3（俯视图）没有磁场时电子束打在荧光屏正中的O点：（1）如果要使电子束在水平方向偏离中心,打在荧光屏上的A 点偏转磁场应该沿什么方向？ （2）要使电子束,打在荧光屏上的B点，偏转磁场应该沿什么方向？（3）要使电子束打在荧光屏上的位置由B点逐渐向A 点移动偏转磁场应该怎样变化？探究点三: 洛伦兹力的综合问题例2 如图4所示，摆球带负电荷的单摆，在一匀强磁场中摆动匀强磁场的方向垂直于纸面向里摆球在A、B间摆动过程中，由A摆到最低点C时，摆线拉力大小为F1，摆球加速度大小为a1；由B摆到最低点C时，摆线拉力大小为F2，摆球加速度大小为a2，则( ) AF1F2，a1a2 BF1F2，a1a2 CF1F2，a1a2 DF1F2，a1a2图5图4 例3 如图5所示，套在很长的绝缘直棒上的小球其质量为m，带电荷量是q，小球可在棒上滑动将此棒竖直放在互相垂直、方向如图所示的匀强电场和匀强磁场中，电场强度大小为E，磁感应强度大小为B.小球与棒的动摩擦因数为，求小球由静止沿棒下落的最大加速度和最大速度图6变式训练6 质量为0.1 g的小物块，带有5104 C的电荷量，放在倾角为30的绝缘光滑斜面上，整个斜面置于0.5 T的匀强磁场中，磁场方向如图8所示物块由静止开始下滑，滑到某一位置时，物块开始离开斜面(设斜面足够长，取g10 m/s2)，问：(1)物块带何种电荷？ (2)物块离开斜面时的速度为多少？探究点四: 洛伦兹力应用问题图71速度选择器，如图所示,电场强度和磁场强度互相垂直,具有不同水平速度的带电粒子从P孔射入后发生偏转的情况不同利用这种装置能把具有某一特定速度的粒子选择出来，所以叫做速度选择器试证明带电粒子以水平速度v=E/B射入时才能沿图示虚线路径通过速度选择器。变式训练3 如图，带电粒子以水平速度v=E/B射入，则 （ ）A正离子从P孔射入后，能沿着图示虚线路径通过速度选择器.B正离子从Q孔射入后，能沿着图示虚线路径通过速度选择器.C仅改变离子的电性，负离子从P孔射入后，不能沿图示虚线路径通过速度选择器.D仅改变离子的电量，正离子从P孔射入后，不能沿图示虚线路径通过速度选择器.图82 磁流体发电是一项新兴技术，如图8所示是它的原理图，将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量带正电和负电的粒子，但从总体来说呈中性）以水平速度v通过两水平放置的平行金属板的空间，空间存在磁感强度为B的匀强磁场，这时金属板就会聚集电荷，形成电压。如果把金属板A B和用电器相连，A B就是一个直流电源的两极。 （1）图中A B板哪一个是电源的正极？（2）若两板间距为d，磁感应强度为B，等离子体以速度V 垂直B 的方向射入磁场，这个发电机的电动势是多大？【当堂检测】1关于带电粒子所受洛伦兹力F、磁感应强度B和粒子速度v三者方向之间的关系，下列说法正确的是( ) 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v CB必定垂直于F，但F不一定垂直于v Dv必定垂直于F、B，但F不一定垂直于B2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的作用，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速度图9 D洛伦兹力对带电粒子不做功3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9所示，则( ) A电子将向右偏转，速率不变 B电子将向左偏转，