第05节研究洛伦兹力

物理科学案 高二 年级 班 学生 老师 第三章 第5节 研究洛伦兹力【学习目标】1、通过实验观察，感受磁场对运动电荷有力的作用；2、 知道什么是洛伦兹力，会用左手定则判断洛伦兹力的方向；3、掌握洛伦兹力公式的推导过程，会用公式求洛伦兹力。一、方法引入请同学们头脑风暴，写下在物理学习过程中运用类比法的例子：2、 认识洛伦兹力1、学生猜想安培力是磁场对电流的作用力，电荷定向移动形成电流 请同学们猜想相应的结论： 2、实验验证1）在没有磁场时，接通电源可观察到什么现象？2）光束实质是什么？ 3）若在阴极射线管上加磁场，可观察到什么现象？ 结论： 3、 洛伦兹力的方向1、 学生思考：安培力与洛伦兹力是什么关系？ 2、 学生类比分析填写下表安培力方向洛伦兹力方向3、 学生练习练习：试判断下图中所示的带电粒子刚进入磁场时所受洛伦兹力的方向。 习题体会： 4、 洛伦兹力的大小公式推导建立推导模型：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，每个自由电荷的电量为q，自由电荷定向移动速率为v，这段通电导线垂直磁场方向放入磁感强度为B的匀强磁场中1）这段导线内的自由电荷数： 2）通电导线中的电流： 3）通电导线所受安培力： 4）每个电荷所受的洛伦兹力： 结论：电荷定向移动的方向与磁感强度方向垂直时，洛伦兹力大小 拓展分析：电荷定向移动的方向与磁感强度方向夹角为时， 类比方法归纳总结表一比较内容安培力洛伦兹力方向判定三个物理量方向关系计算公式区 别类比方法归纳总结表二比较内容 电场力洛伦兹力产生条件大小与方向做功特点相同点五、学生课堂练习1、如图所示，一束电子流沿管的轴线进入螺线管，忽略重力，电子在管内的运动应该是（ ）A.当从a端通入电流时，电子做匀加速直线运动B.当从b端通入电流时，电子做匀加速直线运动C.不管从哪端通入电流，电子都做匀速直线运动D.不管从哪端通入电流，电子都做匀速圆周运动2、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空间时，将（ ）A.竖直向下沿直线射向地面 B.相对于预定地点向东偏转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介绍绚丽多彩的极光：在地磁两极附近，由于磁感线与地面垂直，外层空间入射的带电粒子可直接射入高空大气层内，它们和空气分子的碰撞产生的辐射就形成了极光。*3、如图为速度选择器的示意图，图中的离子源利用加速电场将带电粒子沿S1、S2方向发射出来，由离子源发射出来的粒子的速度并不一致。借助“速度选择器”，可以挑选出所需速度的粒子。图中两个平行金属板分别连在电源的两极上，其间形成方向沿纸平面向上、电场强度的大小为E的匀强电场；同时空间加有方向垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场。试问：具有多大的速度的带电粒子才能沿直线穿过小孔S1和S2？（粒子的重力忽略不计）【学生普查练】1、 关于洛伦兹力的方向，下列说法中正确的是（ ）A. 洛伦兹力的方向总是垂直于运动电荷的速度方向，可以不垂直于磁场方向B. 洛伦兹力的方向总是垂直于磁场方向，可以不垂直于运动电荷的速度方向C. 洛伦兹力的方向有可能既不垂直于磁场方向，也不垂直于运动电荷的速度方向D. 洛伦兹力的方向总是既垂直于运动电荷的速度方向，又垂直于磁场方向2、1）阴极射线是从阴极射线管的阴极发出的高速运动的粒子流，这些微观粒子是电子，如右图所示阴极射线管中部加上垂直于纸面向里的磁场，阴极射线将 （选填“向上”“向下”“向里”或“向外”）偏转。 2）初速度为的电子，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方向如左图所示，电子将向 （选填“向上”“向下”“向左”或“向右”）偏转，速度的大小 （选填“增大”“减小”“不变”）3、试判断如图所示的带电粒子刚进入磁场时所受洛伦兹力的方向 4、电子以4106m/s的速率垂直射入磁感应强度为0.5T匀强磁场中，受到的磁场力为 N。如果电子射入磁场时的速度v与B的方向间的夹角为60，受到的磁场力为 N。如果电子射入磁场时的速度v与B的方向间的夹角为180，受到的磁场力为 N。5、如图所示，匀强电场方向竖直向下，匀强磁场方向水平向里，有一正离子恰能沿直线从左到右水平飞越此区域，忽略重力的影响，则下列说法正确的是（ ）A.若电子以相同速度从左向右飞入，电子向上偏转B.若电子以相同速度从左向右飞入，电子将沿直线运动C.若电子以相同速度从右向左飞入，电子将向下偏转D.若电子以相同速度从右向左飞入，电子将不能沿直线运动6、如下图所示，匀强电