4.磁场对运动电荷的作用——洛伦兹力

高二物理课堂导学案 1 班级 姓名 日期 第三章第三章 磁场磁场 第第 4 4 节节 磁场对运动电荷的作用磁场对运动电荷的作用 洛伦兹力 一 洛伦兹力 一 目标导航目标导航 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 课前预习课前预习 自主学习自主学习 机遇总是偏爱有准备的人 1 知识回顾 知识回顾 判断下列图中安培力的方向 如果通电导体内单位体积内含有的自由电荷数为 n 电荷的移动速度为 v 导体的 横截面积为 S 每个电荷的电量为 q 则产生的电流大小为 I 2 预习选修预习选修 3 1 教材教材 p94 95 预习思考 什么是洛伦兹力 洛伦兹力的大小和方向 问题发现问题发现 课堂突破课堂突破 课堂漏掉一分钟 课后要花双倍功 探究探究 1 探究磁场对运动电荷的作用力探究磁场对运动电荷的作用力 1 什么是洛仑兹力 2 观察实验 演示阴极射线在磁场中的偏转现象 不加磁场 射线与磁场垂直 观察思考观察思考 拓展思考拓展思考 洛伦兹力和安培力的关系 洛伦兹力和安培力的关系 探究探究 2 2 洛仑兹力的大小洛仑兹力的大小 长为 L 的此通电导 体垂直磁场方向放入磁感应 强度为 B 的匀强磁场中受到 的安培力 F 没有等出来的辉煌 只有拼出来的美丽 2 问题 如何定量描述洛仑兹力的大小 1 1 建立模型 建立模型 可以建立如下的电流物理模型 推导出洛伦兹力的计算式 2 2 推理论证推理论证 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 问题 1 在时间 t 内自由电子沿导线移动的距离为 问题 2 导线中的电流 I 问题 3 这段导线所受的安培力的表达式是什么 问题 4 这段导线中含有多少自由电荷数 问题 5 每个电子受到的洛伦兹力 F洛 N F 3 3 结论分析结论分析 典例典例 1 1 电子的速率 v 3 106 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 典例典例 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 归纳反思归纳反思 探究探究 3 3 洛仑兹力的方向洛仑兹力的方向 高二物理课堂导学案 3 1 复习用左手定则判断安培力的方向 探究用左手定则判断洛伦兹力的方向 2 左手定则 伸开左手 使大拇指跟其余四个手指 并且都和手掌在 面 内 让磁感线穿入手心 并使伸开的四指指向正电荷运动的方向 那么 大拇指所指的 方向就是运动的正电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向 若负电荷怎么判断 3 左手定则四指的指向 与电流流向一致 与正电荷运动方向一致 与负电荷运动 方向相反 4 洛仑兹力的方向 一定有 BF vF 5 洛仑兹力做功吗 为什么 典例典例 3 3 试判断下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 甲 乙 丙 丁 归纳反思归纳反思 典例典例 4 4 如图所示 没有磁场时电子束打在荧光屏正中的 O 点 为使电子束偏转 由安装 管颈的偏转线圈产生偏转磁场 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 如果要使电子束打在 B 点 磁场应该沿什么方向 及时巩固及时巩固 趁热打铁 事半功倍 没有等出来的辉煌 只有拼出来的美丽 4 巩固训练巩固训练 1 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 垂直于 F 与 v 决定的平面 B F v 两两垂直 其中正确的 是 巩固训练巩固训练 2 阴极射线管中粒子流向由左向右 其上方放置一根通有如图所示电流的直 导线 导线与阴极射线管平行 则阴极射线将 A 向上偏转 B 向下偏转 C 向纸里偏转 D 向纸外偏转 巩固练习巩固练习 3 一长螺线管通有变化的电流 把一个带电粒子 重力不计 沿管中心轴线射 入管中 粒子将在管中 A 做圆周运动 B 沿轴线来回运动 C 做匀速