山东省新泰市汶城中学高中物理《磁场对运动电荷的作用力》学案 新人教版选修31.doc

山东省新泰市汶城中学高二物理选修3-1磁场对运动电荷的作用力学案 人教版自主体验一、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_.知识探究要点 洛伦兹力方向的讨论1决定洛伦兹力方向的因素有三个：电荷的电性(正、负)、速度方向、磁感应强度的方向当电荷电性一定时，其他两个因素中，如果只让一个因素相反，则洛伦兹力方向必定相反；如果同时让两个因素相反，则洛伦兹力方向将不变2在研究电荷的运动方向与磁场方向垂直的情况时，由左手定则可知，洛伦兹力的方向既与磁场方向垂直，又与电荷的运动方向垂直，即洛伦兹力垂直于v和b两者 .3-5-1.所决定的平面总结反思3(1)判断负电荷在磁场中运动所受洛伦兹力的方向，四个手指要指向负电荷运动的反方向(2)电荷运动的速度v和b不一定垂直，但洛伦兹力一定垂直于磁感应强度b和速度v.洛伦兹力和静电力的异同点有哪些？洛伦兹力静电力力的概念磁场对在其中的“运动”电荷的作用力电场对放入其中的电荷的作用力产生条件磁场中静止电荷、沿磁场方向运动的电荷将不受洛伦兹力电场中的电荷无论静止还是沿任何方向运动都要受到静电力方向“横向力”方向由电荷正负、磁场方向以及电荷运动方向决定，方向之间关系遵循左手定则洛伦兹力方向一定垂直于磁场方向以及电荷运动方向“纵向力”方向由电荷正负、电场方向决定正电荷受力方向与电场方向一致，负电荷受力方向与电场方向相反大小当vb时，fqvb当vb时，f0当v与b夹角时，fqvbsin fqe做功情况一定不做功可能做正功，可能做负功，也可能不做功典例剖析题型一、洛伦兹力的方向判断【例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相对于预定地点，稍向东偏转c相对于预定地点，稍向西偏转 d相对于预定地点，稍向北偏转题型二、洛伦兹力与静电力 【例2】 如图354所示，在真空中匀强电场的方向竖直向下， 图354匀强磁场的方向垂直纸面向里，三个油滴a、b、c带有等量同种电荷，其中a静止，b向右做匀速运动，c向左做匀速运动比较它们的重力ga、gb、gc的关系，正确的是()aga最大bgb最大 cgc最大 dgc最小题型三 洛伦兹力的考查【例3】 如图1所示，下端封闭、上端开口、内壁光滑的细玻璃管竖直放置，管底有一带电的小球，整个装置水平匀速向右运动，垂直于磁场方向进入方向水平的匀强磁场，由于外力的作用，玻璃管在磁场中的速度保持不变，最终小球从上端口飞出，则()a小球带正电荷b小球从进入磁场到飞出端口前的过程中小球做类平抛运动c小球从进入磁场到飞出端口前的过程中洛伦兹力对小球做正功d小球从进入磁场到飞出端口前的过程中管壁的弹力对小球做正功拓展探究1：如图2所示，光滑的水平桌面放在方向竖直向下的匀强磁场中，桌面上平放着一根一端开口、内壁光滑的试管，试管底部有一带电小球在水平拉力f作用下，试管向右匀速运动，带电小球能从试管口处飞出，关于带电小球及其在离开试管前的运动，下列说法中正确的是()a小球带正电 b小球运动的轨迹是抛物线c洛伦兹力对小球做正功 d维持试管匀速运动的拉力f应逐渐增大课堂训练1.试判断下列图中带电粒子所受洛伦兹力的方向向上的是() .3-5-2.2.在高真空的玻璃管中，封有两个电极，当加上高电压后，会从阴极射出一束高速电子流，称为阴极射线如在阴极射线管的正上方平行放置一根通以强电流的长直导线，其电流方向如图355所示则阴极射线将会()a向上偏斜b向下偏斜c向纸内偏斜 d向纸外偏斜3洛伦兹力的方向与带电粒子的运动方向有什么关系？洛伦兹力对带电粒子运动的速度有什么影响？洛伦兹力对带电粒子是否做功呢？a4如图356所示，是磁流体发电机的示意图，两极板间的匀强磁场磁感应强度为b0.5 t，极板间距d20 cm，如果要求该发电机的输出电压为u20 v，则离子的速率为多少？2如图5所示，在真空中，水平导线中有恒定电流i通过，导线的正下方有一质子初速度方向与电流方向相同，则质子可能的运动情况是()a沿路径a运动 b沿路径b运动 c沿路径c运动 d沿路径d运动3.每时每刻都有大量带电的宇宙射线向地球射来，地球磁场可以有效地改变这些射线中大多数带电粒子的运动方向，使它们不能到达地面，这对地球上的生命有十分重要的意义假设有一个带正电的宇宙射线粒子正垂直于地面向赤道射来(如图6所示，地球由西向东转，虚线表示地球自转轴，上方为地球北极)，在地球磁场的作用下，它将()a向东偏转b向南偏转 c向西偏转 d向北偏转 图6 图7 图84图7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，则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如图8所示，一带负电的质点在固定的正的点电荷作用下绕该正电荷做匀速圆周运动，周期 .3-5-3.总结反思为t0，轨道平面位于纸面内，质点的速度方向如图中箭头所示，现加一垂直于轨道平面的匀强磁场，已知轨道半径并不因此而改变，则()a若磁场方向指向纸里，质点运动的周期将大于t0b若磁场方向指向纸里，质点运动的周期将小于t0c若磁场方向指向纸外，质点运动的周期将大于t0d若磁场方向指向纸外，质点运动的周期将小于t0a6如图9所示，连接两平行金属板的导线的一部分cd与另一回路的一段导线gh平行且均在纸面内，金属板置于磁场中，磁场方向垂直于纸面向里，当一束等离子体射入两金属板之间时，cd段导线受到力f的作用则()a若等离子体从右方射入，f向左b若等离子体从右方射入，f向右c若等离子体从左方射入，f向左d若等离子体从左方射入，f向右7如图10所示，一个带正电荷的小球沿水平光滑绝缘的桌面向右运动，飞离桌子边缘a，最后落到地板上设有磁场时飞行时间为t1，水平射程为x1，着地速度大小为v1；若撤去磁场，其余条件不变时，小球飞行时间为t2，水平射程为x2，着地速度大小为v2.则下列结论不正确的是()ax1x2 bt1t2 cv1v2 dv1和v2相等8.竖直的平行金属板a、b相距d，板长为l，板间电压为u.垂直纸面向里的磁感应强度为b的匀强磁场分布在两板之间，如图11所示一带电荷量