3.6 运动电荷在磁场中受到的力

1、3.6运动电荷在磁场中受到的力【学习目标】通过实验，观察阴极射线在磁场中的偏转，认识洛伦兹力.会判断洛伦兹力的方向，会计算洛伦兹力的大小.了解电子束磁偏转的原理以及在电视显像管中的应用.【重点难点】1、利用左手定则会判断洛伦兹力的方向。2、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】一、洛伦兹力的方向如图1所示，我们用阴极射线管研究磁场对运动电荷的作用，不同方向的磁场对电子束径迹有不同影响.那么电荷偏转方向与磁场方向、电子运动方向的关系满足怎样的规律？洛伦兹力的方向可以根据来判断，四指所指的方向为的运动方向（或为负电荷运动的）,拇指所指的方向就是运动的正电荷（负电荷）在

2、磁场中所受的方向.负电荷受力的方向与同方向运动的正电荷受力的方洛伦兹力的方向与电荷运动方向和磁场方向者B,即洛伦兹力的方向总是垂直于（但*和B的方向不一定垂直）.由于洛伦兹力方向始终与电荷运动方向垂直,因此洛伦兹力对电荷（填“做功或不做功”），洛伦兹力只改变电荷而不改变其.二、洛伦兹力的大小如图2所示，磁场的磁感应强度为设磁场中有一段长度为厶的通电导线，横截面积为S,单位体积中含有的自由电荷数为弘每个自由电荷的电荷量为q且定向运动的速度都是*，（1）导线中的电流是多少？导线在磁场中所受安培力多大？（2）长为厶的导线中含有的自由电荷数为多少？电荷定向运动时所受洛伦兹力的矢量和，在宏观上表现为导线

3、所受的安培力.则每个自由电荷所受洛伦兹力多大？问题延伸（1）洛伦兹力与安培力的关系:安培力是导体中所有定向移动的自由电荷受到的洛伦兹力的表现.而洛伦兹力是安培力的本质.问题延伸洛伦兹力对电荷不做功，但安培力却可以对导体做功.洛伦兹力的大小：F=qvBsin0,0为电荷运动的方向与磁感应强度方向的夹角.TOC o 1-5 h zA、当电荷运动方向与磁场方向垂直时：F=；B、当电荷运动方向与磁场方向平行时：F=；C、当电荷在磁场中静止时：F=.-2-2XXX电子枪电了JAo偏转统圈8荧光屏三、电视显像管的工作原理如图3电子枪电了JAo偏转统圈8荧光屏如果要使电子束在水平方向偏离中心,打在荧光屏上的

4、4点，偏转磁场应该沿什么方向？如果要使电子束打在B点，磁场应该沿什么方向？如果要使电子束打在荧光屏上的位置由B逐渐向A点移动，偏转磁场应该怎样变化？课堂探究【例U下列关于图中各带电粒子所受洛伦兹力的方向或带电粒子的带电性的判断正确的是GUBGUB洛伦兹力方向垂直纸面向里洛伦兹力方向垂直纸面向外B.D.XXXX(1)V(3)洛伦兹力方向垂直纸面向里洛伦兹力方向垂直纸面向外B.D.XXXX(1)V(3)洛伦兹力方向竖直向上C.粒子带负电【例2】如图4所示，各图中的匀强磁场的磁感应强度均为带电粒子的速率均为”，带电荷量均为q.试求出图中带电粒子所受洛伦兹力的大小，并指出洛伦兹力的方向.例31一个质量

5、为m=0.1g的小滑块，带有q=5xlOFC的电荷量，放置在倾角a=30。的光滑斜面上(绝缘)，斜面固定且置于B=0.5T的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，如图所示，小滑块由静止开始沿斜面滑下，斜面足够长，小滑块滑至某一位置时，要离开斜面g取10m/s2).求：(1)小滑块带何种电荷？小滑块离开斜面时的瞬时速度多大？该斜面长度至少多长？X*境XXXX【当堂检测】1、一个运动电荷在某个空间里没有受到洛伦兹力的作用，那么（）这个空间一定没有磁场这个空间不一定没有磁场这个空间可能有方向与电荷运动方向平行的磁场这个空间可能有方向与电荷运动方向垂直的磁场2、一束混合粒子流从一发射源射出后，进入如图6所

6、示的磁场，分离为1、2、3三束,则下列判断正确的是（）A.1带正电B.1带负电C.2不带电D.3带负电3、在学校操场的上空停着一个热气球，从它底部脫落一个塑料小部件，下落过程中由于和空气摩擦而带负电，如果没有风，那么它的着地点会落在热气球正下方地面位置的（）A.偏东B.偏西C.偏南D.偏北4、如图7所示，质量为m=lkg电荷量为=5x10-2C的带正电的小滑块，从半径为R=0.4m的光滑绝培圆弧轨道上由静止自4端滑下.整个装置处在方向互相垂直的匀强电场与匀强磁场中.已知E=100V/m,方向水平向右，B=1T,方向垂直纸面向里,g=10m/s2.求：（1）滑块到达C点时的速度；（2）在C点时滑

7、块所受洛伦兹力.TOC o 1-5 h z课后检测1、电子穿过某一空间而未发生偏转，则（）A、此空间一定不存在磁场E、此空间可能有方向与电子速度平行的磁场C、此空间可能有磁场，方向与电子速度垂直D、以上说法都不对2、一束带电粒子沿水平方向飞过静止的小磁针的正上方，小磁针也是水平放置，这时小磁针的南极向西偏转，则这束带电粒子可能是（）A、北向南飞行的正离子束E、南向北飞行的正离子束C、北向南飞行的负离子束D、南向北飞行的负离子束3、电子以速度v垂直进入磁感应强度为E的匀强磁场中，则（）0A、磁场对电子的作用力始终不做功E、磁场对电子的作用力始终不变C、电子的动能始终不变D、电子的动量始终不变4、

8、如图所示，带电粒子所受洛伦兹力方向垂直纸面向外的是（）5、带电荷量询+q5、带电荷量询+q的粒子在匀强磁场屮运动,下面说法中正确旳是A、只要速度大小相同,所受洛伦兹力就相同（）E、如果把+q改为-q,且速度反向、大小不变，则洛伦兹力的大小不变C、洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直,磁场方向一定与电荷运动方向垂直D、粒子只受到洛伦兹力的作用.不可能做匀速直线运动6、来自宇宙的电子流，以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点，则这些电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C、相对于预定点稍向西偏转E、相对于预定地面向东偏转D、相对于预定点稍向北偏转7、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,电荷量之比为1：2,则两带电粒子受洛伦兹力之比为（）A、2：1E、1：1C、1：2D、1：48、如图，一带负电的滑