【范文】3.5《磁场对运动电荷的作用力》学案

§3.5 磁场对运动电荷的作用力班级 姓名【预习目标】（凡事都要有个目标，要求不高，你一定能达到的）1. 知道什么是洛伦兹力。

会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计算公式及其推导过程。

3. 会计算垂直磁场方向进入匀强磁场的带电粒子受到的洛伦兹力的大小。

4. 了解电视机显像管的工作原理。

【问题引领】问题1：（回顾）我们知道通电导线会受到磁场的安培力作用，那么，如何判断安培力的方向呢？试判断下列通电导线的受力方向问题2：如果导线不通电，磁场还会对导线产生安培力吗？思考：产生上述现象的原因是什么呢？（不妨大胆猜测一下）可否设计几个实验来验证你的猜测呢,请阅读课本P95“演示”部分回答下列问题：问题3：没有磁场时电子束是有磁场时电子束结论：在物理学中，把运动电荷在磁场中所受到的力称为洛伦兹力。

【深层探索】问题4：洛伦兹力和安培力有什么关系？I B B问题5：我们用什么方法来判断洛伦兹力的方向？问题6：如图所示，一段导体中的电流是由负电荷定向移动形成的，请分析自由电子向左移动（即电流向右）时电子所受到的洛伦兹力的方向。

定向移动的自由电子所受洛伦兹力其合力大小表现为安培力，那么每个自由电子所受的洛伦兹力大小是多少呢？ 请阅读课本P96“思考与讨论”完成下列题目： 我们知道垂直于磁场B 放置、长为L 的一段导线，当通过的电流为I 时，它所收到的安培力F=BIL 。

若已知导体的横截面积为S ，导体单位体积内含有的电荷数为n ，每个电荷所带的电量为q,每个电荷定向移动的速度为v 。

请尝试推到洛伦兹力大小的表达式：(1) 在t 时间内通过截面的电荷数N=(2) 电流I 与q 的关系(3) 这段长为L=vt 的导线所受到的安培力F 安=(4) 每个电荷所受到的洛伦兹力F 洛=进一步思考，当运动电荷与磁场方向成任意角度θ时，每个运动电荷所受到的洛伦兹力F 洛=问题7：当电子从它的轴线上有里向外运动时受力又如何呢？【 自主预习小结 】 我说一下！。

《磁场对运动电荷的作用力》导学案一、学习目标1、理解洛伦兹力的概念，知道其与安培力的关系。

2、掌握洛伦兹力的大小和方向的判断方法。

3、了解电子束在磁场中的偏转原理及其应用。

二、知识回顾1、安培力定义：通电导线在磁场中受到的力称为安培力。

大小：＄F ＝ BIL\sin\theta$（其中$B$为磁感应强度，＄I$为电流强度，＄L$为导线长度，＄＼theta$为磁场方向与电流方向的夹角）方向：左手定则判断2、电流的微观表达式电流的定义：通过导体横截面的电荷量$Q$与通过这些电荷量所用时间$t$的比值，＄I ＝＼frac{Q}｛t}＄电流的微观表达式：＄I ＝ nqSv$（其中$n$为单位体积内的自由电荷数，＄q$为每个自由电荷的电荷量，＄S$为导体的横截面积，＄v$为自由电荷定向移动的平均速率）三、新课导入我们已经知道了通电导线在磁场中会受到安培力的作用，那么，对于单个运动电荷在磁场中是否也会受到力的作用呢？如果有，这个力又有怎样的特点和规律呢？这就是我们今天要探究的内容——磁场对运动电荷的作用力。

四、洛伦兹力的概念1、定义：运动电荷在磁场中受到的力称为洛伦兹力。

2、洛伦兹力与安培力的关系安培力是洛伦兹力的宏观表现，洛伦兹力是安培力的微观本质。

大量定向移动的电荷所受洛伦兹力的合力表现为导线所受的安培力。

五、洛伦兹力的大小1、当$v$与$B$垂直时，＄F ＝ qvB$2、当$v$与$B$平行时，＄F ＝ 0$3、当$v$与$B$夹角为$＼theta$时，＄F ＝ qvB\sin\theta$六、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；让磁感线从掌心进入，并使四指指向正电荷运动的方向，这时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。

对于负电荷，四指应指向负电荷运动的反方向。

2、特点：洛伦兹力的方向总是垂直于电荷运动方向和磁场方向所确定的平面。

3.5运动电荷在磁场中受到的力学案学习目标：1、知道洛伦兹力的方向与电荷和运动方向和磁感应强度的方向都垂直，会用左手定则判断洛伦兹力的方向2、知道安培力是运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现，会计算洛伦兹力的大小3、知道显像管的基本构造及基本原理学习重点：洛伦兹力的方向和大小一、知识回顾1、判断安培力的方向：2、安培力大小表达式： （θ为B 与L 的夹角）3、通电导线中的电流是怎样形成的呢?微观表达式？二、学习过程（一）、洛伦兹力【探究活动】观察实验 演示阴极射线在磁场中的偏转现象。

不加磁场时,现象 。

加磁场时，现象 ，说明1、定义：2、探究洛伦兹力的方向将磁场、电子的速度、洛伦兹力三者以竖直平面图为参考画在下面。

I总结：1）洛伦兹力的方向的判断方法：2）洛伦兹力方向与速度方向和磁场方向的关系3、洛伦兹力的大小安培力是磁场对运动电荷作用力的宏观表现。

即安培力是洛伦兹力的合力。

思考：如果一段通电导线的安培力F，求得这段导线内的自由电荷数N，则自由电荷所受的洛伦兹力F洛=完成课本【思考与讨论】1）q与电流I的关系：2）长为vt的导线所受的安培力F安=3）洛伦兹力的表达式F洛= 适用条件思考：若带电粒子不垂直射入磁场，即B与V的夹角为θ，带电粒子受到的洛伦兹力又如何求呢？表达式为：（二）电视显像管的工作原理看课本97-98页完成思考与讨论及下面相关内容。

1、原理：构造：等组成2、思考与讨论(课本)（1）要是电子打在A点，偏转磁场应该沿什么方向？（2）要是电子打在B点，偏转磁场应该沿什么方向？（3）要是电子打从A点向B点逐渐移动，偏转磁场应该怎样变化？3、扫描：偏转线圈：三、达标练习1、试判断下图中的带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向－q2、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，一定受到洛伦兹力作用B．运动电荷在某处不受洛伦兹力作用，则该处的磁感应强度一定为零C．洛伦兹力可以能改变带电粒子的动能D．洛伦兹力对带电粒子不做功3、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？四、对本节内容进行总结：五、作业：完成本节课后练习。

高二物理选修3-1 编辑:班级姓名小组3-5、运动电荷在磁场中受到的力学习目标:1、知道什么是洛伦兹力.能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.4、理解洛伦兹力对电荷不做功.5、了解电视显像管的工作原理学习重点:洛伦兹力的大小和方向的判断学习难点:洛伦兹力的大小和方向课前复习1.磁场对电流的安培力的大小与哪些因素有关?写出安培力的表达式。

2.安培力的方向怎样判断?课堂探究:探究一什么是洛伦兹力【探究活动】观察实验演示阴极射线在磁场中的偏转现象。

1不加磁场 2加磁场 3改变磁场方向归纳:叫洛仑兹力。

探究二洛仑兹力的方向【探究讨论】(1电流在磁场中受到的力方向怎样确定?(2电流是怎样形成的?方向如何确定?由电流与电荷的关系知:洛仑兹力的方向也可以由左手定则判定。

【探究结果】(1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?(2左手定则四指的指向:与流向一致;与电荷运动方向一致;与负电荷运动方向。

(3洛仑兹力的方向:一定有F B,F V,即F B.V确定的平面。

(B和V的关系呢?探究三洛仑兹力的大小【探究思路】电荷的形成电流,所以安培力是洛伦兹力的表现,那么安培力可以看作是电荷运动时受到的洛伦兹力的和。

因此我们尝试从安培力的表达式推出洛伦兹力的表达式。

【探究过程】(1建模设有一段长度为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,每个自由电宏观微观荷的电量为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(2推导1.这段导线中电流I的微观表达式是多少?I=2.这段导体所受的安培力为多大?F=3.这段导体中含有多少自由电荷数? N=4.每个自由电荷所受的洛伦兹力大小为多大?从微观角度看,导体中运动的电荷受洛仑兹力作用,所有运动电荷受洛仑兹力的总体效应表现为导线受的安培力,设每个运动电荷的洛仑兹力为f,由此必然有:F【探究结果】 f=N【探究讨论】①公式的适用条件如何?②当电荷速度V的方向与磁感应强度B的方向平行时,洛伦兹力f又怎样?探究四洛伦兹力的特点【探究讨论】(1洛伦兹力对带电粒子的运动速度有什么影响?(2洛伦兹力做功具有什么特点?【探究结果】应用电视显像管的工作原理【自主学习】阅读教材相关内容,思考并回答问题。

物理3-1人教新资料3.5磁场对运动电荷的作用力学案班级：学生姓名：小组：小组评价：老师评价：课题：3.5磁场对运动电荷的作用力〔1〕【使用说明与要求】1.通过预习课本，借助“自主学习”，完成“典例探究”部分。

2.尝试完成“基础导学1”的练习，把自己的疑问记录下来，带着疑问走入课堂！【学习目标】1.能依照安培力的表达式F=BIL推导洛仑兹力的表达式f=qvB，培养学生的推理能力和知识迁移能力。

并能够应用公式进行简单计算。

2.理解洛仑兹力的方向由左手定那么判定，并会用左手定那么熟练地判定【典例导学】【例1】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，那么( )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【例2】2017年10月22日，欧洲粒子物理研究中心(CERN)建筑的大型强子对撞机21日举正、负离子由静止通过电压为U的直线加速器加速后，沿圆环切线方向注入对撞机的真空环状空腔内，空腔内存在着与圆环平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小为B.两种带电粒子将被局限在环状空腔内，沿相反方向做半径相等的匀速圆周运动，从而在碰撞区迎面相撞、为维持带电粒子在环状空腔中的匀速圆周运动，以下说法正确的选项是()图1图2图3A、关于给定的加速电压，带电粒子的比荷q/m越大，磁感应强度B越大B、关于给定的加速电压，带电粒子的比荷q/m越大，磁感应强度B越小C、关于给定的带电粒子和磁感应强度B，加速电压U越大，粒子运动的周期越大D、关于给定的带电粒子和磁感应强度B，不管加速电压U多大，粒子运动的周期都不变【例3】如图3所示，在真空中匀强电场的方向竖直向下，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G a、G b、G c的关系，正确的选项是()A、G a最大B、G b最大C、G c最大D、G c最小【基础导学】1、如图4所示，磁场方向、电荷的运动方向、电荷所受洛伦兹力的方向两两垂直，那么正确的选项是〔〕图4图52.试判断以下图5中带电粒子所受洛伦兹力的方向向上的是()3、如图6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，那么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4.每时每刻都有大量带电的宇宙射线向地球射来，地球磁场能够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7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，轨道半径并不因此而改变，那么()A、假设磁场方向指向纸里，质点运动的周期将大于T0B、假设磁场方向指向纸里，质点运动的周期将小于T0C、假设磁场方向指向纸外，质点运动的周期将大于T0D、假设磁场方向指向纸外，质点运动的周期将小于T0图6图7图86.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9所示、一带电荷量为＋q、质量为m的油滴从上方下落并从两板中央P点进入板内空间、刚进入时静电力恰等于磁场力，最后油滴从一板的下端点离开，求油滴离开场区时速度的大小、图9总结与反思2017—2017学年第二学期高二物理3-1导学案第周第课时编号：46编制：班级：学生姓名：小组：小组评价：老师评价：课题：3.5磁场对运动电荷的作用力〔2〕【使用说明与要求】1.完成“基础导学2”的练习，把自己的疑问记录下来，与老师和同学交流学习。

高二理科物理:磁场对运动电荷的作用力学案学习目标：1．会判断洛伦兹力的方向；2．会计算洛伦兹力的大小。

自主学习1．安培力的方向判定：_____________________________________________________________ 2．安培力的大小：F= _____________________________清楚各个物理量的含义）3．洛伦兹力的定义：_______________________________________________________________4. 洛伦兹力的方向：_________________________________________________________________5. 洛伦兹力的大小：_________________________________________________________________ 探究导学一、实验现象：在没有外磁场时，电子束沿直线运动，将蹄形磁铁靠近阴极射线管，发现电子束运动轨迹发生了弯曲。

得出结论：________________________________________________。

二、洛伦兹力1、洛伦兹力的方向例1．判断图中带电粒子所受洛伦兹力的方向说明：(1)用左手定则判定。

判定负电荷运动所受洛仑兹力的方向，应使四指指向负电荷运动的___方向。

（2）洛仑兹力的方向总是既垂直于又垂直于，即总是垂直于所决定的平面。

但在这个平面内电荷运动方向和磁场方向却不一定垂直.2、洛伦兹力的大小例题2．已知一质子以5×107m/s的速度垂直射入磁感应强度B=2T的匀强磁场中，质子受的洛仑兹力为多大？说明：洛仑兹力的大小：f= ，其中θ是带电粒子的运动方向与磁场方向的夹角。

（1）当θ=90°，即v的方向与B的方向垂直时，f= ，这种情况下洛仑兹力。

（2）当θ=0°，即v的方向与B的方向平行时，f= 最小。

磁场对运动电荷的作用力学案【教学目标】1、探求目标定位(1)知道什么是洛伦兹力。

(2) 会利用左手定则判断洛伦兹力的方向。

(3)知道洛伦兹力大小的推理过程。

(4)会通过公式计算洛伦兹力的大小：知道当电荷方向与磁场方向平行时，电荷所受的洛伦兹力为零；当电荷方向与磁场方向垂直时，受到洛伦兹力的大小是最大的。

2、方法与技能通过洛伦兹力大小的推导过程培养学生探究能力，培养学生的知识迁移能力。

3、情感态度让学生认真体会科学研究最基本的思维方法：“推理—假设—实验验证”。

【教学重点】(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。

【教学难点】洛伦兹力方向的判断。

【教学过程】一．引入电视显像管中的电子只是细细的一束，为什么能使整个屏幕发光？从宇宙深处射来的带电粒子为什么只在地球的两极引起极光？……如果想要解开这些问题，我们就要去探究一种新的力。

这个力是什么，在探究之前，我们先来思考这么几个问题：问题1：电流在磁场中受到什么力？答案：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿问题2：电流是怎么形成的？答案：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿既然磁场对电流有力的作用，而电流是由大量自由电荷定向移动形成的，那么我们可以做一个怎样的猜想呢?＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿实验：观察阴极射线在磁场中的偏转不加磁场，电子轨迹怎样?＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿加磁场，电子轨迹怎样？为什么会这样？＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿实验结论：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿这个力称为洛伦兹力．二．新课１．探究洛伦兹力理论依据：洛伦兹力是磁场对运动电荷的作用力安培力是磁场对电流的作用力电流是电荷定向移动形成的问题３：基于上述理论，猜想安培力和洛伦兹力有什么联系呢？＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿那么我们就从安培力出发去探究洛伦兹力．２．洛伦兹力的方向确定了思路，我们就先来复习一下安培力的方向：问题４：如何判断安培力的方向？＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿左手定则是让四指指向电流方向。

[范文]高中物理《磁场对运动电荷的作用力》教学设计范文高中物理《磁场对运动电荷的作用力》教学设计一、教材分析本节内容是在上一节安培力的基础上，进一步形成的新的知识点。

重在让学生理解什么是洛伦兹力、并掌握洛伦兹力的方向判断和大小的计算。

它也是后续学习《带电粒子在匀强磁场中运动》的知识基础。

本课教材在提出洛伦兹力的概念后，重在引导学生由安培力的方向和大小得出洛伦兹力的方向和大小，这种通过实验结合理论探究洛伦兹力的方向，再由安培力表达式推导出洛伦兹力的表达式的过程是培养学生逻辑思维能力的好机会，一定要让学生都参与进来。

二、学情分析知识基础：学生已经学习了《磁场对通电导线的作用力》一节，知道如何判断安培力的方向以及如何计算安培力的大小。

但对于安培力产生的原因，却还不甚清楚。

技能基础：学生已经具备一定的逻辑推理分析能力，因此本节课可以引导学生思考安培力的产生原因，激发学生的求知欲，引入探究式学习。

三、教学目标（一）知识与技能、知道什么是洛伦兹力.利用左手定则判断洛伦兹力的学习永无止境范文方向.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.4、了解v和B垂直时的洛伦兹力大小及方向判断.理解洛伦兹力对电荷不做功.5、了解电视显像管的工作原理（二）过程与方法通过观察，形成洛伦兹力的概念，同时明确洛伦兹力与安培力的关系，借助洛伦兹力与安培力的关系，猜想并验证洛伦兹力的方向也可以用左手定则判断；通过思考与讨论，推导出洛伦兹力的大小公式F=qvBsinθ。

最后了解洛伦兹力的一个应用――电视显像管中的磁偏转。

（三）情感态度与价值观进一步学会观察、分析、推理，培养科学思维和研究方法。

认真体会科学研究最基本的思维方法:“推理―假设―实验验证”。

四、教学重点与难点重点：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.这一节承上启下，是本章的重点学习永无止境感谢您的阅读，祝您生活愉快。

响水县第二中学“315”和合课堂导学案3.5 磁场对运动电荷的作用力(第一课时)龚丹丹【学习目标】1.经历实验探究洛伦兹力方向的过程，知道洛伦兹力的方向与电荷的运动方向和磁感应强度的方向都垂直，会用左手定则判断洛伦兹力的方向。

2. 经历由安培力公式推导出洛伦兹力公式的过程，由此体会磁场中通电导线所受的安培力实际上是运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现。

会计算洛伦兹力的大小。

3. 知道电视显像管的基本构造及工作的基本原理。

预习案一、复习回顾1.磁场对通电导线的作用力的大小和方向？大小：____________________ 方向：_____________________2.电流是如何形成的？______________________________3.由上述的两个问题你可以想到什么？磁场对通电导线的安培力可能是作用在________________________的作用力的宏观表现，也就是说磁场可能对_____________有力的作用。

二、磁场对运动电荷的作用力1.演示：阴极射线在磁场中的偏转电子射线管的原理：从阴极发射出来_________，在阴阳两极间的高压作用下，使电子加速运动，形成电子束，轰击到长条形的荧光屏上激发出__________，可以显示电子束的运动轨迹。

三、电视显像管的工作原理：_______________________探究案一、（针对问题研习，突出重点）1.阴极射线在磁场中的偏转⑴没有磁场时电子束是一条直线。

⑵用一个蹄形磁铁在电子東的路径上加磁场,尝试不同方向的磁场对电子束路迹的不同影响,从而判断运动的电子在各种方向的磁场中的受力方向。

2. 我们曾经用左手定则判定安培力的方向。

⑴能不能用类似的方法判定运动电子(电子束)的受力方向?⑵如果运动电荷不是电子,而是带正电的粒子呢?3. 洛伦兹力的方向和大小⑴运动电荷在磁场中受到的力称为____________。

⑵通电导线在磁场中受到的安培力,实际是______________________。

◇课前预习◇第5节磁场对运动电荷的作用力一、相关知识点的回顾1．磁场对电流有作用力，这个力叫安培力，安培力的大小与哪些因素有关？写出安培力的表达式。

2．安培力的方向怎样判断？左手定则的内容？安培力的方向与电流、磁场的方向有什么关系？3．在第二章我们曾经学过电流，电流的大小是怎样定义的？电流的流向与电荷的运动方向有怎样的关系二、预习能掌握的内容1．阴极射线是一束高速运动的（“质子”、“电子”）流。

课文中实验发现阴极射线在磁场中发生偏转说明。

我们把这个力叫。

2．通电导线受到的安培力，实际上是洛仑兹力的。

3．与安培力方向判断类似，洛仑兹力的方向判断也用。

4．在宏观图中画出安培力的方向，在微观图中画出洛仑兹力的方向。

（思考：如果是电子定向移动，在微观图上怎样画电荷的速度、洛仑兹力方向）。

体会左手定则判断洛仑兹力方法。

宏观微观三、预学中的疑难问题◇课堂互动◇第5节磁场对运动电荷的作用力一、学习目标1.知道磁场对电流作用（安培力）实质是磁场对运动电荷作用（洛仑兹力）的宏观表现。

2.能根据安培力的表达式F=BIL推导洛仑兹力的表达式f=qvB，培养学生的推理能力和知识迁移能力。

并能够应用公式进行简单计算。

3.理解洛仑兹力的方向由左手定则判定，并会用左手定则熟练地判定。

二、学习过程1.知识点一洛仑兹力的定义⑴磁场对运动电荷的作用力叫洛仑兹力。

⑵安培力是大量电荷所受洛仑兹力的宏观体现。

【探究活动】观察实验演示阴极射线在磁场中的偏转现象。

ⅰ）不加磁场ⅱ）射线与磁场垂直【教师释疑】磁场对电流有安培力，而电流是电荷定向移动形成的，故磁场对运动电荷有作用力。

大量电荷洛仑兹力集中表现成宏观的安培力。

2.知识点二洛仑兹力的大小【探究讨论】如何定量描述洛仑兹力的大小？可以建立如下的电流物理模型，推导出洛伦兹力的计算式：宏观微观设有一段长度为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1.这段导线中电流I的微观表达式是多少？I=2.这段导体所受的安培力为多大？F=3.这段导体中含有多少自由电荷数？N=4.每个自由电荷所受的洛伦兹力大小为多大？从微观角度看，导体中运动的电荷受洛仑兹力作用，所有运动电荷受洛仑兹力的总体效应表现为导线受的安培力，设每个运动电荷的洛仑兹力为f，由此必然有：f=NF（引导学生分析f=qvB的适用条件）教师提问：①f=qvB的适用条件如何？②当电荷速度V的方向与磁感应强度B的方向平行时，洛伦兹力f又怎样？③运动电荷在磁场中一定受洛仑兹力的作用吗？为什么？（实验观察阴极射线v∥B 现象）师生共同总结：①当电荷运动方向与磁场方向平行时，运动电荷虽然在磁场中，但不受洛仑兹力作用②当电荷运动方向与磁场方向垂直时，运动电荷受洛仑兹力最大f max=qvB。

3.5磁场对运动电荷的作用力----导读单【学习目标】1.通过实验，观察阴极射线在磁场中的偏转，认识洛伦兹力.2.会用左手定则判断洛伦兹力的方向.3.经历由安培力公式推导出洛伦兹力公式的过程，由此体会两力的关系，会计算洛伦兹力的大小。

4.了解电子束磁偏转的原理以及在电视显像管中的应用．【课前预学】一、洛伦兹力的方向和大小1．洛伦兹力：在磁场中受到的力．在磁场中受到的安培力，实际是洛伦兹力的表现．2．洛伦兹力的方向判定：伸开左手，使拇指与其余四个手指，并且都与手掌在同一个；让磁感线从掌心进入，并使四指指向电荷运动的方向，这时就是运动的正电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向．负电荷受力的方向与正电荷受力的方向．3．洛伦兹力的大小：电荷量为q的粒子以速度v运动时，如果速度方向与磁感应强度方向，那么粒子所受的洛伦兹力为F＝ .在一般情况下，当电荷运动的方向与磁场的方向夹角为θ时，电荷所受的洛伦兹力为F＝。

二、电视显像管的工作原理电视显像管应用了电子束的道理．在偏转区的水平方向和竖直方向都有偏转磁场，其方向、强弱都在不断变化，因此电子束打在荧光屏上的光点不断移动，这在电视技术中叫做 .【课堂学习活动】活动一、掌握洛伦兹力的方向[问题设计]如图所示，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？[要点提炼]1．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向．2．洛伦兹力的方向与电荷运动方向和磁场方向都，即洛伦兹力的方向总是垂直于所决定的平面(但v和B的方向垂直)．3．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速度的而不改变其速度的．。

3 磁场对运动电荷的作用知识梳理一、洛伦兹力：磁场对运动电荷的作用力1．洛伦兹力的公式：F ＝__________.2．当带电粒子的运动方向与磁场方向互相平行时，F ＝__________.3．当带电粒子的运动方向与磁场方向互相垂直时，F ＝__________.4．只有运动电荷在磁场中才受到洛伦兹力作用，静止电荷磁场中受到的磁场对电荷的作用力一定为0.二、洛伦兹力的方向1．运动电荷在磁场中受力方向要用左手定则来判定．2．洛伦兹力F 的方向既__________磁场B 的方向，又__________运动电荷v 的方向，即F 总是__________B 和v 的所在平面．3．使用左手定则判定洛伦兹力方向时，若粒子带正电时，四个手指的指向与正电荷的运动方向__________．若粒子带负电时，四个手指的指向与负电荷的运动方向__________．4．安培力的本质是磁场对运动电荷的作用力的宏观表现．三、洛伦兹力的特征洛伦兹力与电荷运动状态有关：当v ＝0时，__________；v ≠0，但v ∥B 时，__________.洛伦兹力对运动电荷不做功．带电粒子在匀强磁场中的运动1．不计重力的带电粒子在匀强磁场中的运动可分为三种情况：一是匀速直线运动；二是匀速圆周运动；三是螺旋运动．2．不计重力的带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的几个基本公式：(1)向心力公式__________；(2)轨道半径公式__________；(3)周期、频率公式__________．3．不计重力的带电粒子垂直进入匀强电场和垂直进入匀强磁场时都做曲线运动，但有区别：带电粒子垂直进入匀强电场，在电场中做__________曲线运动(类平抛运动)；垂直进入匀强磁场，则做__________曲线运动(匀速圆周运动)．一、在研究带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动规律时，着重把握“一找圆心，二找半径⎝⎛⎭⎫R ＝mv Bq ，三找周期⎝⎛⎭⎫T ＝2πm Bq 或时间”的分析方法． 1．圆心的确定因为洛伦兹力F 洛指向圆心，根据F 洛⊥v ，画出粒子运动轨迹中任意两点(一般是射入和射出磁场两点)的F 洛的方向，沿两个洛伦兹力F 洛画其延长线的交点即为圆心，另外，圆心位置必定在圆中一根弦的中垂线上(见图)．2．半径的确定和计算利用平面几何关系，求出该圆的可能半径(或圆心角)，并注意以下两个重要的几何特点．(1)粒子速度的偏向角(φ)等于同心角(α)，并等于AB 弦与切线的夹角(弦切角θ)的2倍(如图所示)，即φ＝α＝2θ＝ωt.(2)相对的弦切角(θ)相等，与相邻的弦切角(θ′)互补，θ＋θ′＝180°.3．粒子在磁场中运动时间的确定t ＝θ2πT 或t ＝s v式中θ为偏向角，T 为周期，s 为轨道的弧长，v 为线速度．4．注意圆周运动中的对称规律，如从同一直线边界射入的粒子，再从这一边界射出时，速度与边界的夹角相等，在圆形磁场区域内，沿径向射入的粒子，必沿径向射出．二、带电粒子在有界磁场中运动的极值问题和对称性问题．1．刚好穿出磁场边界的条件是带电粒子在磁场中运动的轨道与边界相切．2．当速度v 一定时，弧长(或弦长)越长，圆周角越大，则带电粒子在有界磁场中运动的时间越长．3．从同一边界射入的粒子，从同一边界射出时，速度与边界的夹角相等，在圆形磁场区域内，沿径向射入的粒子，必沿径向射出．4．如图，几种有界磁场中粒子的运动轨迹，在具体题目中会经常遇到．1、如图所示，平面直角坐标系的第Ⅰ象限内存在磁感应强度为B 的匀强磁场，方向垂直纸面向里．一质量为m ，带电量大小为q 的带电粒子以速度v 从O 点沿着与x 轴成30°角的方向垂直进入磁场，运动到A 点时的速度方向平行于y 轴(粒子重力不计)，则( )A ．粒子带正电B ．粒子带负电C ．粒子由O 到A 所经历时间为πm 6qBD ．粒子的动能没有变化2、如图所示，圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场，三个质量和电荷量都相同的带电粒子a 、b 、c ，以不同的速率对准圆心O 沿着AO 方向射入磁场，其运动轨迹如图．若带电粒子只受磁场力的作用，则下列说法正确的是( )A ．a 粒子动能最大B ．c 粒子速率最大C ．c 粒子在磁场中运动时间最长D ．它们做圆周运动的周期T a <T b <T c3、如图所示，矩形MNPQ 区域内有方向垂直于纸面的匀强磁场，有5个带电粒子从图中箭头所示位置垂直于磁场边界进入磁场，在纸面内做匀速圆周运动，运动轨迹为相应的圆弧，这些粒子的质量、电荷量以及速度大小如下表所示由以上信息可知，从图中a 、b 、c 处进入的粒子对应表中的编号分别为( )A ．3、5、4B ．4、2、5C ．5、3、2D ．2、4、54、在真空中，半径为R 的圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B ，在此区域外围足够大空间有垂直纸面向里的大小也为B 的匀强磁场，一个带正电的粒子从边界上的P 点沿半径向外，以速度v 0进入外围磁场，已知带电粒子质量m ＝2×10－10kg ，带电量q ＝5×10－6C ，不计重力，磁感应强度B ＝1T ，粒子运动速度v 0＝5×103m/s ，圆形区域半径R ＝0.2m ，试画出粒子运动轨迹并求出粒子第一次回到P 点所需时间(计算结果可以用π表示)．5、如图所示，在x轴上方有磁感强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场．x轴下方有磁感强度大小为B2、方向垂直纸面向外的匀强磁场，一质量为m、电量为－q的带电粒子(不计重力)，从x轴上O点以速度v0垂直x轴向上射出，求：(1)经多长时间粒子第三次到达x轴；(初位置点O为第一次)(2)粒子第三次到达x轴时离O点的距离．6．带电粒子垂直匀强磁场方向运动时，会受到洛伦兹力的作用．下列表述正确的是()A．洛伦兹力对带电粒子做功B．洛伦兹力不改变带电粒子的动能C．洛伦兹力的大小与速度无关D．洛伦兹力不改变带电粒子的速度方向7．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宇宙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，地球由西向东转，虚线表示地球自转轴，上方为地理北极)，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8、如图所示，一带电粒子垂直射入一垂直纸面向里自左向右逐渐增强的磁场中，由于周围气体的阻尼作用，其运动轨迹为一段圆弧线，则从图中可以判断(不计重力)()A．粒子从A点射入，速率逐渐减小B．粒子从A点射入，速率逐渐增大C．粒子带负电，从B点射入磁场D．粒子带正电，从A点射入磁场9、如图所示，空间有一垂直纸面的磁感应强度为0.5 T的匀强磁场，一质量为0.2 kg且足够长的绝缘木板静止在光滑水平面上，在木板左端无初速放置一质量为0.1 kg、电荷量q＝＋0.2 C的滑块，滑块与绝缘木板之间动摩擦因数为0.5，滑块受到的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力．现对木板施加方向水平向左，大小为0.6 N的恒力，g取10 m/s2.则()A．木板和滑块一直做加速度为2 m/s2的匀加速运动B．最终木板做加速度为3 m/s2的匀加速运动C．滑块最终做速度为10 m/s的匀速运动D．滑块一直受到滑动摩擦力的作用10、如图所示，在磁感应强度为B的水平匀强磁场中，有一足够长的绝缘细棒OO′在竖直面内垂直于磁场方向放置，细棒与水平面夹角为α.一质量为m、带电荷量为＋q的圆环A套在OO′棒上，圆环与棒间的动摩擦因数为μ，且μ<tanα.现让圆环A由静止开始下滑，试问圆环在下滑过程中：(1)圆环A的最大加速度为多大？获得最大加速度时的速度为多大？(2)圆环A能够达到的最大速度为多大？4带电粒子在复合场中的运动一、带电粒子在复合场中的运动复合场是指电场、磁场、重力场并存或其中某两种场并存的场，带电粒子在这些复合场中运动时必须同时考虑电场力、洛伦兹力和重力的作用或其中某两种力的作用，因此对粒子的运动形式的分析就显得极为重要．1．当带电粒子在复合场中所受的合外力为零时，粒子将____________或____________运动．2．当带电粒子所受的合外力与运动方向在同一条直线上时，粒子将做____________运动．3．当带电粒子所受的合外力充当向心力时，粒子将做____________运动．4．复合场中的特殊物理模型二、应用1．速度选择器，选择器内有正交的____________和________．当带电粒子受力满足____________条件时不偏转，即选择速度为__________的粒子，与带电粒子的电性、电量和质量都无关．2．质谱仪质谱仪是测定带电粒子质量和分析同位素的重要仪器．经速度选择器后，只有满足v＝____________的粒子才能通过，同一种元素的各种同位素以相同的速度进入匀强磁场后做圆周运动，圆周运动半径R＝____________，可见R与m有关，这样同位素的离子就被分离出来．如果已知带电粒子的电荷量为q，就可以算出离子的质量．3．回旋加速器回旋加速器是获得高能粒子的一种装置．如图所示，两个D形盒相对水平放置，并与高频振荡器相连接，使两个D形盒之间产生交变加速电场．在D形盒内部为匀强磁场，其作用是使粒子做匀速圆周运动，旋转半周后重新进入D形盒间隙被电场加速．粒子在磁场中运动的周期与________相同，这就可以保证粒子每次经过D形盒间隙时都得到加速．带电粒子在D形盒内沿螺旋线轨道逐渐趋于盒的边缘，达到预期的速率后，用特殊装置把它们引出．可见，D形盒的尺寸决定了粒子的最后能量．对同一粒子而言，D形盒直径越大，粒子获得的能量也________________．二、带电粒子(体)在复合场中的常见运动形式1．匀速直线运动或静止．2．变速直线运动：有单向匀变速直线运动，单向非匀变速直线运动，往复直线运动等．3．曲线运动：有匀变速曲线运动，一般曲线运动等．三、带电粒子(体)在复合场中的运动问题求解要点1．受力分析是基础．在受力分析时是否需要考虑重力，必须注意题目条件以及洛伦兹力、弹力、摩擦力等各种力产生的条件．2．运动过程分析是关键．在运动过程分析中应注意带电粒子(体)做直线运动、曲线运动及圆周运动、类平抛运动的条件．3．根据不同的运动过程及物理模型选择适用的物理规律列方程求解．4．常用的物理规律有共点力平衡条件、牛顿运动定律、运动学公式、运动定理、能量守恒定律、功能关系、圆周运动向心力公式等．5．思维方法常用到力的合成与分解、运动的合成及分解、等效法、假设法、类比法等，以求把复杂问题简化．1、如图所示的装置，左半部为速度选择器，右半部为匀强的偏转电场．一束同位素离子流从狭缝S1射入速度选择器，能够沿直线通过速度选择器并从狭缝S2射出的离子，又沿着与电场垂直的方向，立即进入场强大小为E的偏转电场，最后打在照相底片D上．已知同位素离子的电荷量为q(q＞0)，速度选择器内部存在着相互垂直的场强大小为E0的匀强电场和磁感应强度大小为B0的匀强磁场，照相底片D与狭缝S1、S2的连线平行且距离为L，忽略重力的影响．(1)求从狭缝S2射出的离子速度v0的大小；(2)若打在照相底片上的离子在偏转电场中沿速度v0方向飞行的距离为x，求出x与离子质量m之间的关系式(用E0、B0、E、q、m、L表示)．。

3.5磁场对运动电荷的作用力【学习目标】（一）知识与技能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.4、了解v 和B 垂直时的洛伦兹力大小及方向判断.理解洛伦兹力对电荷不做功.5、了解电视显像管的工作原理（二）过程与方法通过观察，形成洛伦兹力的概念，同时明确洛伦兹力与安培力的关系(微观与宏观)，洛伦兹力的方向也可以用左手定则判断。

通过思考与讨论，推导出洛伦兹力的大小公式F=qvBsin θ。

最后了解洛伦兹力的一个应用——电视显像管中的磁偏转。

（三）情感态度与价值观引导学生进一步学会观察、分析、推理，培养学生的科学思维和研究方法。

让学生认真体会科学研究最基本的思维方法:“推理—假设—实验验证”。

【自主学习】想一想：是不是所有的运动电荷都受磁场的作用呢？受到磁场作用力的大小和方向又是怎样的呢？填一填：带电粒子在磁场中所受的力称为洛伦兹力，而通电导线所受到的安培力是洛伦兹力的宏观表现，因而洛伦力的方向也可以用左手定则进行判断，具体如下：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，且与都手掌在同一平面内，让磁感线从掌心进入，并使四指指向正电荷的运动方向，此时拇指所指的方向就是运动的正电荷所受到的洛伦兹力的方向。

判断负电荷所受洛伦兹力时，四指的方向应指向负电运动的反方向。

填一填：电流的微观表达式I=nqsv ，代入安培力公式得：F 安=sin Bnqsvl θ，则运动电荷所受洛伦兹力为：F=F N =安sin sin Bnqsvl Bqv nslθθ= ，θ为磁场方向与电荷运动方向的夹角，当0θ=︒时，洛伦兹力F=0，当90θ=︒时，洛伦兹力F=Bqv 。

做一做：电视机的显像管就是利用了电子束的磁偏转制作的，由于显像管的整个荧光屏都可发光，故在偏转区域的水平和竖直方向都有偏转线圈所产生的磁场，且磁场的强弱和方向都在不断的变化。