河南省确山县第二高级中学高中物理 3.5 运动电荷在磁场中受到的力教学案（无答案）新人教版选修31.doc

运动电荷在磁场中受到的力教学主题】3.5运动电荷在磁场中受到的力【教学目标】1. 会用左手定则判断洛伦兹力的方向2. 会计算洛伦兹力的大小【知识梳理】1、洛伦兹力的方向和大小（1）、洛伦兹力： （2）、洛伦兹力方向的判断左手定则伸开 手，使大拇指和其余四指 且处于 内，把手放入 中，让磁感线 穿入手心，若四指指向 电荷运动的方向，那么 方向就是正电荷所受洛伦兹力的方向；负电荷受力的方向与正电荷相反.洛伦兹力的方向始终与速度方向垂直，故洛伦兹力始终不做功（3）、洛伦兹力的大小（a）当粒子运动方向与磁感应强度平行时（v/b） f = （b）当粒子运动方向与磁感应强度垂直时（vb） f = （c）当粒子运动方向与磁感应强度方向成时 f = 2、显像管的工作理（1）原理 ： （2）构造 ：由 、 、 等组成学习过程1.知识点一 洛仑兹力的定义 磁场对运动电荷的作用力叫洛仑兹力。 安培力是大量电荷所受洛仑兹力的宏观体现。观察实验 演示阴极射线在磁场中的偏转现象。1）不加磁场 2）射线与磁场垂直磁场对电流有安培力，而电流是电荷定向移动形成的，故磁场对运动电荷有作用力。大量电荷洛仑兹力集中表现成宏观的安培力。2.知识点二 洛仑兹力的大小问题1：如何定量描述洛仑兹力的大小？可以建立如下的电流物理模型，推导出洛伦兹力的计算式：宏观微观设有一段长度为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b的匀强磁场中1.这段导线中电流i的微观表达式是多少？i=2.这段导体所受的安培力为多大？f=3.这段导体中含有多少自由电荷数？ n=4.每个自由电荷所受的洛伦兹力大小为多大？ 从微观角度看，导体中运动的电荷受洛仑兹力作用，所有运动电荷受洛仑兹力的总体效应表现为导线受的安培力，设每个运动电荷的洛仑兹力为f，由此必然有：v+q f= （引导学生分析f=qvb的适用条件）问题2：f=qvb的适用条件如何？当电荷速度v的方向与磁感应强度b的方向平行时，洛伦兹力f又怎样？运动电荷在磁场中一定受洛仑兹力的作用吗？为什么？（实验观察阴极射线 b 现象）结论： 当电荷运动方向与磁场方向平行时，运动电荷虽然在磁场中，但不受洛仑兹力作用当电荷运动方向与磁场方向垂直时，运动电荷受洛仑兹力最大fmax=qvb。【教师释疑】一般我们只要求计算垂直入射情况下洛仑兹力的大小，了解以一般角度射入磁场，洛仑兹力介于0与fmax之间。电荷受到的洛仑兹力为零的可能情况静止b。【典型例题】例1.电子的速率v=3106 m/s，垂直射入b=0.10 t的匀强磁场中，它受到的洛伦兹力是多大？例2.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，一定受到洛仑兹力的作用 b、运动电荷在某处不受洛仑兹力，则该处的磁感应强度一定为零c、电荷受到洛仑兹力，该电荷一定是运动的 d、电荷受到洛仑兹力，该电荷相对磁场一定是运动的3.知识点三 洛仑兹力的方向 洛仑兹力的方向也可以由左手定则判定例3.用安培定则判断安培力的方向，探究用安培定则判断洛伦兹力的方向vvff当堂检测选择题：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水平射入，为使粒子流经磁场时不偏转（不计重力），则磁场区域内必须同时存在一个匀强电场，关于这处电场场强大小和方向的说法