四、磁场对运动电荷的作用

1 磁场对运动电荷的作用力磁场对运动电荷的作用力 学习目标 学习目标 1 1 掌握判断洛仑兹力方向的法则 能够推导计算洛仑兹力大小的公式 f qvBsin 2 2 通过观察演示实验认识并验证带电粒子在匀强磁场中的受力情况 培养学生观察能力 分 析问题的能力 引导学生用分析 猜想 实验 观察 理论验证的科学方法探求新知识 3 3 通过本节学习 培养科学研究的方法论思想 即 推理 假设 实验验证 重难点 重难点 洛伦兹力大小方向 学法指导 学法指导 实验观察 总结归纳 推理 疑问设置 疑问设置 什么是电流 什么是安培力 磁场对电流的作用力的本质是什么呢 问题导学 问题导学 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 问题一 洛伦兹力方向 1 实验探究 磁场对运动电荷有力的作用 实验现象 电子射线管发出的电子束 右图甲中的径迹 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 2 洛伦兹力方向 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 问题二 洛伦兹力的大小 设有一段长为 L 横截面积为 S 的直导线 单位体积内的自由电荷数为 n 每个自由电荷的电 荷量为 q 自由电荷定向移动的速率为 v 这段通电导线垂直磁场方向放入磁感应强度为 B 的 匀强磁场中 求 1 通电导线中的电流 2 通电导线所受的安培力 3 这段导线内的自由电荷数 4 每个电荷所受的洛伦兹力 2 洛伦兹力的大小 1 一般公式 F qvBsin 其中 为 方向与 方向的夹角 2 当 时 F qvB 3 当 时 F 0 2 比较提高 比较提高 电场力洛仑兹力 力的性质 施力物体 受力物体 产生条件 大 小 方 向 问题三 电视显像管的原理 1 如果要使电子束在竖直方向偏离中心 打在荧光屏上的 A 点 偏转磁场应该沿什么方向 2 如果要使电子束打在 B 点 磁场应该沿什么方向 3 如果要使电子束打在荧光屏的位置由 B 逐渐向 A 点移动 偏转磁场应该怎样变化 课后作业 课后作业 1 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 D 洛伦兹力对带电粒子不做功 2 关于安培力和洛伦兹力 下面说法中正确的是 A 洛伦兹力和安培力是性质完全不同的两种力 B 安培力和洛伦兹力 其本质都是磁场对运动电荷的作用力 C 安培力和洛伦兹力 二者是等价的 D 安培力对通电导体能做功 但洛伦兹力对运动电荷不能做功 3 2010 北京西城抽样 如图是磁流体发电机的原理示意图 金属板M N正对着平行放置 且 板面垂直于纸面 在两板之间接有电阻R 在极板间有垂直于纸面向里的匀强磁场 当等离子 束 分别带有等量正 负电荷的离子束 从左向右进入极板时 下 列说法中正确的是 A N板的电势高于M板的电势 B M板的电势高于N板的电势 C R中有由b向a方向的电流 D R中有由a向b方向的电流 2 4 一初速度为零的质子 质量m 1 67 10 27 kg