2017_2018学年高中物理第三章磁场5运动电荷在磁场中受到的力学案新人教版选修3_1

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.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.自主探究1.阴极射线管接到高压电源后,会发射,电子在作用下飞向,电子飞过挡板上的扁平狭缝后形成一个.2.洛伦兹力是.3.洛伦兹力的方向的判断——左手定则:4.洛伦兹力的大小:.合作探究一、回顾复习前面我们学习了磁场对电流的作用力,下面思考两个问题:1.如图,判定安培力的方向若已知图中B=4.0×10-2 T,导线长L=10 cm,I=1 A.求导线所受的安培力大小.2.什么是电流?二、新课教学磁场对电流有力的作用,电流是由电荷的定向移动形成的,我们会想到:这个力可能是作用在运动电荷上的,而安培力是作用在运动电荷上的力的宏观表现.观察磁场阴极射线在磁场中的偏转实验现象结论:电子射线管发出的电子束,如图甲中的径迹是.把电子射线管放在蹄形磁铁的磁场中,如图乙所示,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.1.洛伦兹力的方向和大小(1)洛伦兹力的定义:如图运动电荷在磁场中受到洛伦兹力的作用,那么洛伦兹力的方向如何判断呢?(2)洛伦兹力的方向——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个平面内;让磁感线从掌心进入,并使四指指向运动的方向,这时拇指所指的方向就是运动的的方向.特别提示:①洛伦兹力的方向总是垂直于B和v决定的平面.B与v可以垂直,也可以不垂直.②因为洛伦兹力方向总是与速度方向垂直,所以洛伦兹力一个重要特点就是对带电粒子不做功,它只会改变速度的方向而不会改变速度的大小.③正电荷运动方向应与左手四指指向一致,负电荷运动方向则应与左手四指指向相反(先确定负电荷形成电流的方向,再用左手定则判定).【课堂练习】试判断如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.(3)洛伦兹力的大小设有一段长度为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,每个自由电荷的电荷量为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为B的磁场中.①这段导线中电流I的微观表达式I= .②这段导体所受的安培力F安= .③这段导体中含有多少自由电荷数为④每个自由电荷所受的洛伦兹力大小F= .(4)洛伦兹力的计算公式①当粒子运动方向与磁感应强度垂直时(v⊥B),F= .②当粒子运动方向与磁感应强度方向成θ时,F= .2.电视显像管的工作原理问题1:要使电子打在A点,偏转磁场应该沿什么方向?问题2:要使电子打在B点,偏转磁场应该沿什么方向?问题3:要使电子打在荧光屏的位置从A点向B点逐渐移动,偏转磁场应该怎样变化?课堂检测1.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的空间时,将()A.竖直向下沿直线射向地面B.相对于预定地面向东偏转C.相对于预定点稍向西偏转D.相对于预定点稍向北偏转2.关于带电粒子所受洛伦兹力F和磁感应强度B及粒子速度v三者之间的关系,下列说法中正确的是()A.F、B、v三者必定均保持垂直B.F必定垂直于B、v,但B不一定垂直于vC.B必定垂直于F、v,但F不一定垂直于vD.v必定垂直于F、B,但F不一定垂直于B3.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、F、v两两垂直).其中正确的是()4.如图所示,匀强磁场方向水平向里,匀强电场方向竖直向下,有一正离子恰能沿直线从左向右水平飞越此区域.则()A.若电子从右向左飞入,电子也沿直线运动B.若电子从右向左飞入,电子将向上偏转C.若电子从右向左飞入,电子将向下偏转D.若电子从左向右飞入,电子也沿直线运动5.一个长螺线管中通有电流,把一个带电粒子沿中轴线方向射入(若不计重力影响),粒子将在管中()A.做圆周运动B.沿轴线来回运动C.做匀加速直线运动D.做匀速直线运动6.电子的速率v=3×106m/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?。

3．5 磁场对运动电荷的作用1【教学目标】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、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.重点：利用左手定则判断洛伦兹力的方向难点：利用左手定则判断洛伦兹力的方向【自主学习】1、洛伦兹力的方向和大小(1）、洛伦兹力：（2）、洛伦兹力方向的判断——左手定则伸开___ 手，使大拇指和其余四指_______并且都与手掌处于________ 内，让磁感线_____________穿入手心，并使四指指向 _____ 电荷运动的方向，这时___________________ 方向就是运动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相反.洛伦兹力的方向始终与速度方向垂直，故洛伦兹力始终不做功试判断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.（3）、洛伦兹力的大小（a）当粒子运动方向与磁感应强度平行时（v//B） F =（b）当粒子运动方向与磁感应强度垂直时（v┴B） F =（c）当粒子运动方向与磁感应强度方向成θ时 F =2、显像管的工作理（1）原理：（2）构造：由 ___________、___________、___________ 等组成合作探究：预读教材P96思考与讨论，完成下列问题（1）利用安培力F=BIL推导洛伦兹力的大小（写出推导过程，并画图辅助说明）提示：若有一段长度为L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为B的磁场中。

思考一：这段导体所受的安培力为多大？思考二：这段导体中含有多少自由电荷数？思考三：这段导线中电流I的微观表达式是多少？思考四：每个自由电荷所受的洛伦兹力大小为多大？总结洛伦兹力的计算公式例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？(2)：完成教材P97思考与讨论：1、洛伦兹力对带电粒子运动的速度有什么影响？2、洛伦兹力对带电粒子做功是多少？(3)预读P97电视显像管的工作原理，完成思考与讨论所提问题显像管原理示意图(俯视图)1、要使电子打在A点，偏转磁场应该沿什么方向？2、要使电子打在B点，偏转磁场应该沿什么方向？第4题3、要使电子打在荧火屏的位置从A 点向B 点逐渐移动，偏转磁场应该怎样变化？【例2】．如图所示是带电粒子速度选择器的原理图．如果带电粒子所具有的速度v=E/B ( )A ．带正电的粒子必须沿ab 方向从左侧进入场区才能沿直线通过B ．带负电的粒子必须沿ba 向从右侧进入场区才能沿直线通过C ．不论粒子的电性如何，沿ab 方向从左侧进入场区都能沿直线通过D ．不论粒子的电性如何，沿b 方向从右侧进人场区都不能沿直线通过【当堂练习 】1. 一个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B ．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.电子以速度v 0垂直进入磁感应强度为B 的匀强磁场中，则A ．磁场对电子的作用力始终不做功B ．磁场对电子的作用力始终不变C ．电子的动能始终不变D ．电子的速度始终不变3.如图所示，带电粒子所受洛伦兹力方向垂直纸面向外的是 （ ）4.如图所示，空间有磁感应强度为B ，方向竖直向上的匀强磁场，一束电子流以初速v 从水平方向射入，为了使电子流经过磁场时不偏转（不计重力），则在磁场区域内必须同时存在一个匀强电场，这个电场的场强大小与方向应是 （ ）A ．B/v ，方向竖直向上B ．B/v ，方向水平向左C ．Bv ，垂直纸面向里D ．Bv ，垂直纸面向外5.在高真空的玻璃管中，封有两个电极，当加上高电压后，会从阴极射出一束高速电子流，称为阴极射线．如在阴极射线管的正上方平行放置一根通以强电流的长直导线，其电流方向如图3－5－5所示．则阴极射线将会( )A．向上偏斜B．向下偏斜C．向纸内偏斜 D．向纸外偏斜6．关于安培力和洛伦兹力，下面的说法正确的是( )A．安培力和洛伦兹力是性质不同的两种力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．安培力是洛伦兹力的宏观表现D．安培力对通电导体能做功，洛伦兹力对运动电荷不能做功7、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的空间时，将( )A．竖直向下沿直线射向地面 B．相对于预定地点，稍向东偏转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2019-2020学年高考物理模拟试卷一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的1．如图所示，轻弹簧的一端固定在竖直墙上，一个光滑弧形槽静止放在足够长的光滑水平面上，弧形槽底端与水平面相切，让一个物块从槽上高h处由静止开始下滑。

第5节运动电荷在磁场中受到的力一、洛伦兹力的方向和大小1．洛伦兹力的定义运动电荷在磁场中所受的作用力。

2．洛伦兹力的方向(1)实验观察——阴极射线在磁场中的偏转。

①没有磁场时电子束是一条直线。

②将一蹄形磁铁跨放在阴极射线管外面，电子流运动轨迹发生弯曲。

(2)洛伦兹力方向的判断：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个平面内；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。

负电荷受力的方向与正电荷受力的方向相反。

3．洛伦兹力的大小(1)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垂直，则F＝qvB。

(2)当电荷运动方向与磁场的方向夹角为θ时，F＝qvB sin_θ。

(3)当电荷沿磁场方向运动(即θ＝0或v∥B)时，F＝0。

二、电视显像管的工作原理图3­5­11．构造：如图3­5­1所示，由电子枪、偏转线圈和荧光屏组成。

1．磁场对运动电荷的作用力叫洛伦兹力，洛伦兹力的方向可由左手定则判定。

2．荷兰物理学家洛伦兹1895年提出了著名的洛伦兹力公式F＝qvB sin θ，其中θ为电荷运动方向与磁场方向的夹角。

3．电视显像管应用了电子束磁偏转的原理。

电子束偏转的磁场是由两对线圈产生的，叫做偏转线圈。

2．原理(1)电子枪发射电子。

(2)电子束在磁场中偏转。

(3)荧光屏被电子束撞击发光。

3．扫描：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，使得电子束打在荧光屏上的光点从上向下、从左向右不断移动。

4．偏转线圈：使电子束偏转的磁场是由两对线圈产生的。

1．自主思考——判一判(1)运动的电荷在磁场中受的力叫洛伦兹力，正电荷所受的洛伦兹力的方向与磁场方向相同，负电荷所受的洛伦兹力的方向与磁场方向相反。

(×)(2)同一电荷，以相同大小的速度进入磁场，速度方向不同时，洛伦兹力的大小也可能相同。

3．5 磁场对运动电荷的作用1【教学目标】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、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.重点：利用左手定则判断洛伦兹力的方向难点：利用左手定则判断洛伦兹力的方向【自主学习】1、洛伦兹力的方向和大小(1）、洛伦兹力：（2）、洛伦兹力方向的判断——左手定则伸开___ 手，使大拇指和其余四指_______并且都与手掌处于________ 内，让磁感线_____________穿入手心，并使四指指向 _____ 电荷运动的方向，这时___________________ 方向就是运动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相反.洛伦兹力的方向始终与速度方向垂直，故洛伦兹力始终不做功试判断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.（3）、洛伦兹力的大小（a）当粒子运动方向与磁感应强度平行时（v//B） F =（b）当粒子运动方向与磁感应强度垂直时（v┴B） F =（c）当粒子运动方向与磁感应强度方向成θ时 F =2、显像管的工作理（1）原理：（2）构造：由 ___________、___________、___________ 等组成合作探究：预读教材P96思考与讨论，完成下列问题（1）利用安培力F=BIL推导洛伦兹力的大小（写出推导过程，并画图辅助说明）提示：若有一段长度为L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为B的磁场中。

思考一：这段导体所受的安培力为多大？思考二：这段导体中含有多少自由电荷数？思考三：这段导线中电流I的微观表达式是多少？思考四：每个自由电荷所受的洛伦兹力大小为多大？总结洛伦兹力的计算公式例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？(2)：完成教材P97思考与讨论：1、洛伦兹力对带电粒子运动的速度有什么影响？2、洛伦兹力对带电粒子做功是多少？(3)预读P97电视显像管的工作原理，完成思考与讨论所提问题显像管原理示意图(俯视图)1、要使电子打在A点，偏转磁场应该沿什么方向？2、要使电子打在B点，偏转磁场应该沿什么方向？第4题3、要使电子打在荧火屏的位置从A 点向B 点逐渐移动，偏转磁场应该怎样变化？【例2】．如图所示是带电粒子速度选择器的原理图．如果带电粒子所具有的速度v=E/B ( )A ．带正电的粒子必须沿ab 方向从左侧进入场区才能沿直线通过B ．带负电的粒子必须沿ba 向从右侧进入场区才能沿直线通过C ．不论粒子的电性如何，沿ab 方向从左侧进入场区都能沿直线通过D ．不论粒子的电性如何，沿b 方向从右侧进人场区都不能沿直线通过【当堂练习 】1. 一个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B ．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.电子以速度v 0垂直进入磁感应强度为B 的匀强磁场中，则A ．磁场对电子的作用力始终不做功B ．磁场对电子的作用力始终不变C ．电子的动能始终不变D ．电子的速度始终不变3.如图所示，带电粒子所受洛伦兹力方向垂直纸面向外的是 （ ）4.如图所示，空间有磁感应强度为B ，方向竖直向上的匀强磁场，一束电子流以初速v 从水平方向射入，为了使电子流经过磁场时不偏转（不计重力），则在磁场区域内必须同时存在一个匀强电场，这个电场的场强大小与方向应是 （ ）A ．B/v ，方向竖直向上B ．B/v ，方向水平向左C ．Bv ，垂直纸面向里D ．Bv ，垂直纸面向外5.在高真空的玻璃管中，封有两个电极，当加上高电压后，会从阴极射出一束高速电子流，称为阴极射线．如在阴极射线管的正上方平行放置一根通以强电流的长直导线，其电流方向如图3－5－5所示．则阴极射线将会( )A．向上偏斜B．向下偏斜C．向纸内偏斜 D．向纸外偏斜6．关于安培力和洛伦兹力，下面的说法正确的是( )A．安培力和洛伦兹力是性质不同的两种力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．安培力是洛伦兹力的宏观表现D．安培力对通电导体能做功，洛伦兹力对运动电荷不能做功7、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的空间时，将( )A．竖直向下沿直线射向地面 B．相对于预定地点，稍向东偏转C．相对于预定地点，稍向西偏转 D．相对于预定地点，稍向北偏转高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

第5节 运动电荷在磁场中受到的力一、洛伦兹力的方向和大小┄┄┄┄┄┄┄┄①1．洛伦兹力：运动电荷在磁场中受到的力。

2．洛伦兹力方向的判断——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个平面内；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。

负电荷受力的方向与正电荷受力的方向相反。

[说明] 洛伦兹力公式的推导假设：一导线长为L ，横截面积为S ，单位体积内的自由电荷数为n ，每一电荷带电量为q ，电荷定向移动的平均速率为v 。

(如图所示，导线与磁场垂直且固定不动)则导线内总的自由电荷数为N ＝LSn 导线内的电流强度为I ＝nqSv 假设将此导线垂直放入磁感应强度为B 的磁场中，则此导线受到的安培力为F 安＝BIL 由安培力与洛伦兹力的关系得：F 洛＝F 安N ，F 洛＝BnqSvL LSn＝qvB (条件：电荷运动方向与磁场方向垂直)①[判一判]1．运动的电荷在磁场中受的力叫洛伦兹力，正电荷所受的洛伦兹力的方向与磁场方向相同，负电荷所受的洛伦兹力的方向与磁场方向相反(×)2．若电荷的速度方向与磁场平行时，不受洛伦兹力(√)3．判断点电荷所受洛伦兹力的方向时，四指应指向负电荷运动的方向(×)4．洛伦兹力对运动电荷不做功(√)二、电视显像管的工作原理┄┄┄┄┄┄┄┄②1．结构如图所示为电视显像管的原理示意图(俯视图)。

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，由安装在管颈的偏转线圈产生偏转磁场。

2．扫描在电视显像管的偏转区有两对线圈，叫做偏转线圈，偏转线圈中通入大小和方向按一定规律变化的电流，分别在竖直方向和水平方向产生偏转磁场，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就像图中所示那样不断移动，这种电子技术叫做扫描。

电子束在荧光屏上扫描一行后，迅速返回(如图中虚线所示)，再做下一行扫描，直到荧光屏的下端。

3.5 运动电荷在磁场中受到的力 C ．减小为原来的12 D ．增大为原来的2倍4．如下图所示是磁感应强度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、F、v两两垂直)．其中正确的是( )【解析】此题主要考查左手定则及立体图象的辩认，利用左手定则可判断出D是正确的．【答案】D5．如图所示是电视机显像管及其偏转线圈的示意图．电流方向如图所示，试判断正对读者而来的电子束将向哪边偏转( )A．向上B．向下C．向左D．向右【解析】把通电线圈等效为小磁铁，则左右两边的N极均在上方，所以在O点产生的磁场方向向下，由左手定则判断正对读者而来的电子束将向左偏转，故选C项．【答案】C6．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的空间时，将( )A．竖直向下沿直线射向地面B．相对于预定地点，稍向东偏转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【解析】地球表面地磁场方向由南向北，质子是氢原子核，带正电．根据左手定则可判定，质子自赤道上空竖直下落过程中受洛伦兹力方向向东．【答案】B如图所示，一个用细线悬吊着的带电小球，在垂直于匀强磁场方向的竖直面内摆)点时，小球的加速度相同点时，悬线对小球的拉力相同点时，具有的动能相同点时，具有的速度相同带电小球在运动过程中，因洛伦兹力不做功，只有重力做功，机械能守恒，摆球不管向何方向运动通过最低点时，速率v必然相等，动能相同，故正确．若小球带正电，在最低点向右和向左运动时，拉力分别为，同理，若小球带负电荷时，拉力也不相同，故的带正电的小球停在绝缘平面上，并处在磁感应强度为向垂直于纸面向里的匀强磁场中，如图所示，为了使小球飘离平面，匀强磁场在纸面内移动在长直螺线管中通入变化的电流i(电流的方向周期性改变的电子，则此电子在螺线管内部空间运动的情况是．来回往复运动通电螺线管内部的磁场方向与轴线平行，故电子进入螺线管后不受洛伦兹力，【答案】A2.一个带正电荷的小球沿水平光滑绝缘的桌面向右运动，t1，水平射程为，水平射程为x2，着地速度为由左手定则知，小球落地前受到的洛伦兹力方向斜向上，使得竖直方向上的；而洛伦兹力的水平分量使水平分速度变大，时间又变长，故的大小相同，但方向不同．如图所示，磁流体发电机的极板相距d ＝0.2 m ，极板间有垂直于纸面向里的匀强磁场，用导线与两极板相连．电离气体以速率＝0.1 Ω，试求此发电机的最大输出功率为多少？qvB ＝qE ＝qU d，所以板间电压为＝220 V .时，电源的输出功率最大，最大输出功率为：摆球从静止摆到最低点的过程中，只有重力做功，洛伦兹力不做功，由动能定理有：。

5 运动电荷在磁场中受到的力答案：(1）运动电荷 (2）垂直 (3）左手定则 (4）qvB (5）磁场 (6）扫描1．洛伦兹力的方向(1）洛伦兹力运动电荷在磁场中所受的力叫做洛伦兹力。

(2）洛伦兹力的方向①方向的判断——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个平面内，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。

②洛伦兹力的方向洛伦兹力的方向既与磁场方向垂直，又与电荷的运动方向垂直，即洛伦兹力的方向总是垂直于B 和v 两者所决定的平面。

【例1】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的空间时，将( ）A ．竖直向下沿直线射向地面B ．相对于预定地点，稍向东偏转C ．相对于预定地点，稍向西偏转D ．相对于预定地点，稍向北偏转解析：本题考查判断洛伦兹力的方向，质子是氢原子核，带正电，地球表面地磁场方向由南向北。

根据左手定则可判定，质子自赤道上空竖直下落过程中受洛伦兹力方向向东，故正确选项为B 。

答案：B2．洛伦兹力的大小(1）洛伦兹力大小的推导过程①如图所示，设有一段长度为L 的通电导线，垂直放入磁感应强度为B 的匀强磁场中。

若导线中的电流为I ，则该导线所受的安培力大小为F 安＝ILB 。

②若导线的横截面积为S ，单位体积内含有的自由电荷数为n ，每个自由电荷的电荷量为q ，定向移动的速度为v ，则在时间t 内通过截面的电荷量Q ＝nSvtq 。

由电流的定义知I ＝Q t ＝nSvtq t＝nSvq ，这段导线内含有的自由电荷数为N ＝nSL 。

③整段导线所受的安培力F 安可看成是作用在每个运动电荷上的洛伦兹力F 的合力，即F 安＝NF ，则每个自由电荷所受洛伦兹力F 的大小为F ＝qvB 。

(2）洛伦兹力的大小 ①当电荷的运动方向与磁场方向垂直时，洛伦兹力最大，F ＝qvB 。

第5节运动电荷在磁场中受到的力习过2．洛伦兹力的大小(1)一般公式：F＝qvBsin θ，其中θ为________方向与________方向的夹角．(2)当________时，F＝qvB.(3)当________时，F＝0.二.合作交流，探究新知一、洛伦兹力的方向和大小图1[问题情境]太阳发射出的带电粒子以300～1 000 km/s的速度扫过太阳系，形成“太阳风”(如图1所示)．这种巨大的辐射经过地球时，为什么不能直射地球？为什么会在地球两极形成绚丽多彩如同梦幻般的极光？1．通过课本中的演示实验，我们得出什么结论？2．用左手定则判断洛伦兹力方向和用左手定则判断安培力方向时，左手的用法相同吗？3．洛伦兹力的大小如何确定？4．洛伦兹力和安培力的关系是怎样的？[要点提炼]1．____________电荷在磁场中所受的作用力称为洛伦兹力．2．洛伦兹力的方向可用____________定则来判断：伸开________手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向________运动的方向，这时拇指所指的方向就是运动的________电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向．学3．洛伦兹力的计算公式为F＝Bqvsin θ，式中θ指________方向与________方向的夹角．4．由左手定则可知，洛伦兹力的方向始终与运动电荷的速度方向________，所以洛伦兹力对带电粒子不做功．三．新知应用图2中各图已标出磁场方向、电荷运动方向、电荷所受洛伦兹力方向三者中的两个，试标出另一个的方向．四．当堂检测1、如图所示，带电粒子所受洛伦兹力方向垂直纸面向外的是（）2、有关电荷所受电场力和洛伦兹力的说法中，正确的是（）A．电荷在磁场中一定受洛伦兹力的作用.B．电荷在电场中一定受电场力的作用.C．电荷受电场力的方向与该处的电场方向一致.D．电荷若受洛伦兹力，则受力方向与该处的磁场方向垂直.3．带电荷量为+q的粒子在匀强磁场中运动,下面说法中正确的是( ) A．只要速度大小相同,所受洛伦兹力就相同.B．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.4、关于带电粒子所受洛仑兹力F、磁感应强度B和粒子速度v三者之间的关系，下列说法中正确的是（）A、F、B、v三者必定均相互垂直B、F必定垂直于B、v，但B不一定垂直vC、B必定垂直于F，但F不一定垂直于vD、v必定垂直于F，但F不一定垂直于B五、课堂小结六、反思质疑高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

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，会用左手定则判断洛伦兹力的方向.2.掌握洛伦兹力公式的推导过程，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.一、洛伦兹力的方向[导学探究] 如图1所示，电子由阴极向阳极运动(向右运动)过程中发生了向下偏转，试问：图1(1)什么力使电子在运动过程中向下偏转？该力的方向如何？(2)电子运动轨迹附近的磁场方向如何？电子所受洛伦兹力与磁场方向、电子运动方向存在什么关系？答案(1)洛伦兹力向下(2)磁场方向向里，电子所受洛伦兹力与磁场方向垂直，与电子运动方向垂直，满足左手定则. [知识梳理]1.洛伦兹力：运动电荷在磁场中受到的力.2.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个平面内；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正电荷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相反.(2)特点：F⊥B，F⊥v，即F垂直于B和v决定的平面.[即学即用] 判断下列说法的正误.(1)运动电荷在磁场中一定受洛伦兹力.(×)(2)正电荷所受的洛伦兹力的方向与磁场方向相同，负电荷所受的洛伦兹力的方向与磁场方向相反.(×)(3)判断负电荷所受洛伦兹力方向时，让磁感线从掌心穿入，四指指向负电荷运动的反方向，则大拇指所指方向即为负电荷受洛伦兹力的方向.(√)二、洛伦兹力的大小[导学探究] 如图2所示，磁场的磁感应强度为B .设磁场中有一段长度为L 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n ，每个自由电荷的电荷量为q 且定向运动的速率都是v .图2(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L 的导线中含有的自由电荷数为多少？每个自由电荷所受洛伦兹力多大？ 答案 (1)I ＝nqvS F 安＝ILB ＝nqvSLB (2)N ＝nSL F 洛＝F 安N＝qvB [知识梳理]1.洛伦兹力与安培力的关系(1)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宏观表现.而洛伦兹力是安培力的微观本质.(2)洛伦兹力对电荷不做功，但安培力却可以对导体做功.2.洛伦兹力的大小：F ＝qvB sin θ，θ为电荷运动的方向与磁感应强度方向的夹角. (1)当电荷运动方向与磁场方向垂直时：F ＝qvB ； (2)当电荷运动方向与磁场方向平行时：F ＝0； (3)当电荷在磁场中静止时：F ＝0. [即学即用] 判断下列说法的正误.(1)同一电荷，以相同大小的速度进入磁场，速度方向不同时，洛伦兹力的大小也可能相同.(√)(2)若电荷的速度方向与磁场平行，则电荷不受洛伦兹力.(√) (3)洛伦兹力同电场力一样，可对运动电荷做正功或负功.(×) 三、电视显像管的工作原理[导学探究] 如图3为电视显像管的工作原理图，从图中(俯视图)可以看出，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，由安装在管颈的偏转线圈产生偏转磁场.图3(1)如果要使电子束打在荧光屏上的A 点，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上的位置由B 逐渐向A 点移动，磁场应该怎样变化？ 答案 (1)垂直纸面向外. (2)垂直纸面向里.(3)先垂直纸面向里，使磁感应强度逐渐减弱，然后再反向逐渐增强. [知识梳理] 电视机显像管的构造和原理(1)电视机显像管由电子枪、偏转线圈和荧光屏组成. (2)电视机显像管利用了电子束磁偏转的原理.(3)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扫描.[即学即用] 如图4所示是电视机中偏转线圈的示意图，圆心O 处的黑点表示电子束；由纸内向纸外而来，当线圈中通以图示方向的电流时(两线圈通过的电流都相同)，则电子束将________偏转.图4答案 向上一、洛伦兹力的大小和方向例1 如图5所示，各图中的匀强磁场的磁感应强度均为B ，带电粒子的速率均为v ，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.图5答案 (1)qvB 垂直v 指向左上方 (2)12qvB 垂直纸面向里(3)不受洛伦兹力(4)qvB 垂直v 指向左上方解析 (1)因v ⊥B ，所以F ＝qvB ，方向垂直v 指向左上方.(2)v 与B 的夹角为30°，将v 分解成垂直磁场的分量和平行磁场的分量，v ⊥＝v sin 30°，F ＝qvB sin 30°＝12qvB .方向垂直纸面向里.(3)由于v 与B 平行，所以不受洛伦兹力. (4)v 与B 垂直，F ＝qvB ，方向垂直v 指向左上方.计算洛伦兹力的大小时，应注意弄清v 与磁感应强度B 的方向关系.当v ⊥B 时，洛伦兹力F ＝qvB ，当v ∥B 时，F ＝0，当v 与B 成θ角＜θ＜时，应将v 或B 进行分解取它们垂直的分量计算.二、带电粒子在磁场中的直线运动1.带电粒子在匀强磁场中做直线运动的两种情景(1)速度方向与磁场平行，不受洛伦兹力作用，可做匀速直线运动，也可在其他作用下做变速直线运动.(2)速度方向与磁场不平行，且除洛伦兹力外的各力均为恒力，若轨迹为直线则必做匀速直线运动.带电粒子所受洛伦兹力也为恒力. 2.速度选择器的工作原理(1)装置及要求如图6，两极间存在匀强电场和匀强磁场，二者方向互相垂直，带电粒子从左侧射入，不计粒子重力.图6(2)带电粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是qE ＝qvB ，即v ＝EB. (3)速度选择器的特点①v 的大小等于E 与B 的比值，即v ＝E B.可知速度选择器只对选择的粒子速度有要求，而对粒子的质量、电荷量大小及带电正、负无要求.②当v ＞E B 时，粒子向F 洛方向偏转，F 电做负功，粒子的动能减小，电势能增大. ③当v ＜E B时，粒子向F 电方向偏转，F 电做正功，粒子的动能增大，电势能减小.例2(多选)在图7中虚线所示的区域存在匀强电场和匀强磁场.取坐标如图所示，一带电粒子沿x轴正方向进入此区域，在穿过此区域的过程中运动方向始终不发生偏转，不计重力的影响，电场强度E和磁感应强度B的方向可能是( )图7A.E和B都沿x轴方向B.E沿y轴正向，B沿z轴正向C.E沿z轴正向，B沿y轴正向D.E、B都沿z轴方向答案AB解析本题没有说明带电粒子的带电性质，为便于分析，假定粒子带正电.A选项中，磁场对粒子作用力为零，电场力与粒子运动方向在同一直线上，运动方向不会发生偏转，故A正确；B选项中，电场力方向向上，洛伦兹力方向向下，当这两个力平衡时，粒子运动方向可以始终不变，B正确；C选项中，电场力、洛伦兹力都沿z轴正方向，将做曲线运动，C错；D选项中，电场力沿z轴方向，洛伦兹力沿y轴方向，两力不可能平衡，粒子将做曲线运动，D 错.如果粒子带负电，仍有上述结果.针对训练1 一个带正电的微粒(重力不计)穿过如图8所示的匀强磁场和匀强电场区域时，恰能沿直线运动，则欲使微粒向下偏转时应采用的方法是( )图8A.增大电荷质量B.增大电荷量C.减小入射速度D.增大磁感应强度答案 C解析微粒在穿过这个区域时所受的力为：竖直向下的电场力Eq和竖直向上的洛伦兹力qvB，且此时Eq＝qvB.若要使微粒向下偏转，需使Eq＞qvB，则减小速度v、减小磁感应强度B或增大电场强度E均可.三、带电体在匀强磁场中的运动问题例3 一个质量为m ＝0.1 g 的小滑块，带有q ＝5×10－4C 的电荷量，放置在倾角α＝30°的光滑斜面上(绝缘)，斜面固定且置于B ＝0.5 T 的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，如图9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10 m/s 2).求：(保留两位有效数字)图9(1)小滑块带何种电荷？(2)小滑块离开斜面时的瞬时速度多大？ (3)该斜面长度至少多长？答案 (1)负电荷 (2)3.5 m/s (3)1.2 m解析 (1)小滑块在沿斜面下滑的过程中，受重力mg 、斜面支持力F N 和洛伦兹力F 作用，如图所示，若要使小滑块离开斜面，则洛伦兹力F 应垂直斜面向上，根据左手定则可知，小滑块应带负电荷.(2)小滑块沿斜面下滑的过程中，由平衡条件得F ＋F N ＝mg cos α，当支持力F N ＝0时，小滑块脱离斜面.设此时小滑块速度为v max ，则此时小滑块所受洛伦兹力F ＝qv max B ， 所以v max ＝mg cos αqB ＝0.1×10－3×10×325×10－4×0.5m/s≈3.5 m/s. (3)设该斜面长度至少为l ，则小滑块离开斜面的临界情况为小滑块刚滑到斜面底端时.因为下滑过程中只有重力做功，由动能定理得mgl sin α＝12mv 2max －0，所以斜面长至少为l ＝v 2max2g sin α＝322×10×0.5m ＝1.2 m.分析带电体在磁场中运动应注意的问题1.注意受力情况和运动情况的分析.带电体在磁场中速度变化时洛伦兹力的大小随之变化，并进一步导致压力、摩擦力的变化，物体在变力作用下将做变加速运动.2.注意规律的选用和临界状态分析.分析带电体的运动，注意利用牛顿运动定律和平衡条件分析各物理量的动态变化.该题中支持力为零是物体将要离开接触面的临界状态.针对训练2 如图10所示，a 为带正电的小物块，b 是一不带电的绝缘物块(设a 、b 间无电荷转移)，a、b叠放于粗糙的水平地面上，地面上方有垂直于纸面向里的匀强磁场.现用水平恒力F拉b物块，使a、b一起无相对滑动地向左做加速运动，则在加速运动阶段( )图10A.a对b的压力不变B.a对b的压力变大C.a、b物块间的摩擦力变大D.a、b物块间的摩擦力不变答案 B解析a、b整体受总重力、拉力F、向下的洛伦兹力qvB、地面的支持力F N和摩擦力F f，竖直方向有F N＝(m a＋m b)g＋qvB，水平方向有F－F f＝(m a＋m b)a，F f＝μF N.在加速阶段，v增大，F N增大，F f增大，加速度a减小.对a受力分析，a受重力m a g、向下的洛伦兹力qvB、b对a 向上的支持力F N′、b对a向左的静摩擦力F f′，竖直方向：F N′＝m a g＋qvB，水平方向：F f′＝m a a.随着v的增大，F N′增大，选项A错误，B正确；加速度a在减小，所以a、b物块间的摩擦力变小，选项C、D均错误.1.下图中，电荷的速度方向、磁场方向和电荷的受力方向之间关系正确的是( )答案 C解析选项A、B中电荷速度方向与磁感线方向平行，不受洛伦兹力，故选项A、B错误；由左手定则知C选项正确；选项D中负电荷受洛伦兹力向上，故D错误.2.(多选)如图11所示为速度选择器装置，场强为E的匀强电场与磁感应强度为B的匀强磁场互相垂直.一带电量为＋q，质量为m的粒子(不计重力)以速度v水平向右射入，粒子恰好沿直线穿过，则下列说法正确的是( )图11A.若带电粒子带电量为＋2q ，粒子将向下偏转B.若带电粒子带电量为－2q ，粒子仍能沿直线穿过C.若带电粒子速度为2v ，粒子不与极板相碰，则从右侧射出时电势能一定增加D.若带电粒子从右侧水平射入，粒子仍能沿直线穿过 答案 BC解析 粒子恰好沿直线穿过，电场力和洛伦兹力均垂直于速度，故合力为零，粒子做匀速直线运动；根据平衡条件，有：qvB ＝qE ，解得：v ＝EB ，只要粒子速度为E B，就能沿直线匀速通过选择器；故A 错误，B 正确；若带电粒子速度为2v ，电场力不变，洛伦兹力变为原来的2倍，故会偏转，克服电场力做功，电势能增加；故C 正确；若带电粒子从右侧水平射入，电场力方向不变，洛伦兹力方向反向，故粒子一定偏转，故D 错误.3.带电油滴以水平速度v 0垂直进入磁场，恰做匀速直线运动，如图12所示，若油滴质量为m ，磁感应强度为B ，则下述说法正确的是( )图12A.油滴必带正电荷，电荷量为mg v 0BB.油滴必带正电荷，比荷q m ＝v 0BgC.油滴必带负电荷，电荷量为mg v 0BD.油滴带什么电荷都可以，只要满足q ＝mg v 0B答案 A解析 油滴水平向右做匀速直线运动，其所受的洛伦兹力必向上且与重力平衡，故带正电荷，其电荷量为q ＝mg v 0B ，A 正确，C 、D 错误；比荷q m ＝gv 0B，B 错误.一、选择题(1～5题为单选题，6～9题为多选题)1.大量的带电荷量均为＋q的粒子，在匀强磁场中运动，下列说法中正确的是( )A.只要速度大小相同，所受洛伦兹力就相同B.如果把＋q改为－q，且速度反向但大小不变，与磁场方向不平行，则洛伦兹力的大小方向均不变C.只要带电粒子在磁场中运动，它一定受到洛伦兹力作用D.带电粒子受到的洛伦兹力越小，则该磁场的磁感应强度就越小答案 B解析带电粒子在磁场中运动时受到的磁场力不仅与其速度的大小有关，还与其速度的方向有关，当速度方向与磁场方向在一条直线上时，不受磁场力作用，所以A、C、D错误；根据左手定则，不难判断B是正确的.2.两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∶1B.1∶1C.1∶2D.1∶4答案 C解析带电粒子的速度方向与磁感线方向垂直时，洛伦兹力F＝qvB与电荷量成正比，与质量无关，C项正确.3.电视显像管原理的示意图如图1所示，当没有磁场时，电子束将打在荧光屏正中的O点，安装在管径上的偏转线圈可以产生磁场，使电子束发生偏转.设垂直纸面向里的磁场方向为正方向，若使电子打在荧光屏上的位置由a点逐渐移动到b点，下列变化的磁场能够使电子发生上述偏转的是( )图1答案 A解析电子偏转到a点时，根据左手定则可知，磁场方向垂直纸面向外，对应的B－t图的图线应在t轴下方；电子偏转到b点时，根据左手定则可知，磁场方向垂直纸面向里，对应的B－t图的图线应在t轴上方，A正确.4.两个完全相同的带等量的正电荷的小球a和b，从同一高度自由落下，分别穿过高度相同的水平方向的匀强电场和匀强磁场，如图2所示，然后再落到地面上，设两球运动所用的总时间分别为t a、t b，则( )图2A.t a＝t bB.t a＞t bC.t a＜t bD.条件不足，无法比较答案 C解析a球进入匀强电场后，始终受到水平向右的电场力F电＝qE作用，这个力不会改变a在竖直方向运动的速度，故它下落的总时间t a与没有电场时自由下落的时间t0相同.b球以某一速度进入匀强磁场瞬间它就受到水平向右的洛伦兹力作用，这个力只改变速度方向，会使速度方向向右发生偏转，又因为洛伦兹力始终与速度方向垂直，当速度方向变化时，洛伦兹力的方向也发生变化，不再沿水平方向.如图所示为小球b在磁场中某一位置时的受力情况，从图中可以看出洛伦兹力F洛的分力F1会影响小球竖直方向的运动，使竖直下落的加速度减小(小于g)，故其下落的时间t b大于没有磁场时小球自由下落的总时间t0.综上所述，t a＜t b.5.截面为矩形的载流金属导线置于磁场中，导线中电流方向向右，如图3所示，将出现下列哪种情况( )图3A.在b表面聚集正电荷，而a表面聚集负电荷B.在a表面聚集正电荷，而b表面聚集负电荷C.开始通电时，电子做定向移动并向b偏转D.两个表面电势不同，a表面电势较高答案 A解析金属导体靠电子导电，金属正离子并没有移动，而电流由金属导体中的自由电子的定向移动(向左移动)形成.应用左手定则，四指应指向电流的方向，让磁感线垂直穿过手心，拇指的指向即为自由电子的受力方向.也就是说，自由电子受洛伦兹力方向指向a表面一侧，实际上自由电子在向左移动的同时，受到指向a表面的作用力，并在a表面进行聚集，由于整个导体是呈电中性的(正、负电荷总量相等)，所以在b的表面“裸露”出正电荷层，并使b 表面电势高于a表面电势.6.如图4所示，水平放置的平行板电容器两板间有垂直纸面向里的匀强磁场，开关S闭合时一带电粒子恰好水平向右匀速穿过两板，重力不计.对相同状态入射的粒子，下列说法正确的是( )图4A.保持开关闭合，若滑片P向上滑动，粒子可能从下极板边缘射出B.保持开关闭合，若将磁场方向反向，粒子仍可能沿直线射出C.保持开关闭合，若A极板向上移动后，调节滑片P的位置，粒子仍可能沿直线射出D.如果开关断开，调节滑片P的位置，粒子可能继续沿直线射出答案AC解析带电粒子匀速通过两极间，电场力和洛伦兹力相等.若开关闭合，滑片P向上滑动，两极间电压减小，电场力减小，粒子向下偏转，A正确.若磁场反向，洛伦兹力也反向，粒子不能沿直线射出，B错误.开关闭合，A板向上移动后，调节滑片P的位置，可使电场强度不变，粒子仍可能沿直线射出，C正确.开关断开，电容器通过电阻放电，粒子不再受电场力作用，也就不能沿直线射出，D错误.7.目前世界上有一种新型发电机叫磁流体发电机，如图5表示它的原理：将一束等离子体(包含正、负离子)喷射入磁场，在磁场中有两块金属板A、B，于是金属板上就会聚集电荷，产生电压.以下说法正确的是( )图5A.B板带正电B.A 板带正电C.其他条件不变，只增大射入速度，U AB 增大D.其他条件不变，只增大磁感应强度，U AB 增大 答案 ACD解析 根据左手定则，正离子进入磁场受到的洛伦兹力向下，A 正确，B 错误.最后，离子受力平衡有qBv ＝qU ABd，可得U AB ＝Bvd ，C 、D 正确. 8.如图6所示，用丝线吊着一个质量为m 的带电(绝缘)小球处于匀强磁场中，空气阻力不计，当小球分别从A 点和B 点向最低点O 运动且两次经过O 点时( )图6A.小球的动能相同B.丝线所受的拉力相同C.小球所受的洛伦兹力相同D.小球的向心加速度相同 答案 AD解析 带电小球受到的洛伦兹力和丝线的拉力与速度方向时刻垂直，对小球不做功只改变速度方向，不改变速度大小.只有重力做功，故两次经过O 点时速度大小不变，动能相同，选项A 正确；小球分别从A 点和B 点向最低点O 运动且两次经过O 点时速度方向相反，由左手定则可知两次过O 点时洛伦兹力方向相反，丝线的拉力大小也就不同，故选项B 、C 错误；由a n ＝v 2R可知向心加速度相同，选项D 正确.9.如图7所示，在一绝缘、粗糙且足够长的水平管道中有一带电荷量为q 、质量为m 的带电球体，管道半径略大于球体半径.整个管道处于磁感应强度为B 的水平匀强磁场中，磁感应强度方向与管道垂直.现给带电球体一个水平速度v ，则在整个运动过程中，带电球体克服摩擦力所做的功可能为( )图7A.0B.12m (mg qB)2C.12mv 2D.12m [v 2－(mg qB)2] 答案 ACD解析 当小球带负电时，对小球受力分析如图甲所示，随着向右运动，速度逐渐减小，直到速度减小为零，所以克服摩擦力做的功为W ＝12mv 2.当小球带正电时，设当安培力等于重力时，小球的速度为v 0，则mg ＝qv 0B ，即v 0＝mgqB.当v ＝v 0时，受力分析如图乙所示，重力与洛伦兹力平衡，所以小球做匀速运动时克服摩擦力做的功为W ＝0；当v ＜v 0时，受力分析如图丙所示，管壁对小球有向上的支持力，随着向右减速运动，速度逐渐减小，支持力、摩擦力逐渐增大，直到速度减小到零，所以克服摩擦力做的功为W ＝12mv 2；当v ＞v 0时，受力分析如图丁所示，管壁对小球有向下的弹力，随着小球向右减速运动，洛伦兹力逐渐减小、弹力逐渐减小，摩擦力逐渐减小，直到弹力减小到零，摩擦力也为零，此时重力和洛伦兹力平衡，此后小球向右做匀速运动，所以克服摩擦力做的功为W ＝12mv 2－12mv 20＝12m [v 2－(mg qB )2]，综上分析，可知A 、C 、D 项正确. 二、非选择题10.质量为m 、带电荷量为＋q 的小球，用一长为l 的绝缘细线悬挂在方向垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B ，如图8所示，用绝缘的方法使小球位于能使悬线呈水平的位置A ，然后由静止释放，小球运动的平面与B 的方向垂直，小球第一次和第二次经过最低点C 时悬线的拉力F T1和F T2分别为多少？图8答案 3mg －qB 2gl 3mg ＋qB 2gl解析 小球由A 运动到C 的过程中，洛伦兹力始终与v 的方向垂直，对小球不做功，只有重力做功，由动能定理有mgl ＝12mv 2C ，解得v C ＝2gl .在C 点，由左手定则可知洛伦兹力向上，其受力情况如图甲所示.由牛顿第二定律，有F T1＋F 洛－mg ＝m v 2Cl，又F 洛＝qv C B ，所以F T1＝3mg －qB 2gl .同理可得小球第二次经过C 点时，受力情况如图乙所示，所以F T2＝3mg ＋qB 2gl . 11.如图9所示，质量为m ＝1 kg 、电荷量为q ＝5×10－2C 的带正电的小滑块，从半径为R ＝0.4 m 的光滑绝缘14圆弧轨道上由静止自A 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 ＝100 V/m ，方向水平向右，B ＝1 T ，方向垂直纸面向里，g ＝10 m/s 2.求：图9(1)滑块到达C 点时的速度； (2)在C 点时滑块所受洛伦兹力； (3)在C 点滑块对轨道的压力. 答案 (1)2 m/s ，方向水平向左 (2)0.1 N ，方向竖直向下 (3)20.1 N ，方向竖直向下解析 以滑块为研究对象，自轨道上A 点滑到C 点的过程中，受重力mg ，方向竖直向下；静电力qE ，方向水平向右；洛伦兹力F 洛＝qvB ，方向始终垂直于速度方向. (1)滑块从A 到C 的过程中洛伦兹力不做功，由动能定理得mgR －qER ＝12mv 2C得v C ＝mg －qE Rm＝2 m/s ，方向水平向左.(2)根据洛伦兹力公式得：F ＝qv C B ＝5×10－2×2×1 N＝0.1 N ，方向竖直向下.(3)在C 点，F N －mg －qv C B ＝m v2C R得：F N ＝mg ＋qv C B ＋m v2C R＝20.1 N由牛顿第三定律可知，滑块对轨道的压力为20.1 N ，方向竖直向下.。

35 运动电荷在磁场中受到的力课前篇（学会自主学习——不看不清）【学习目标】1．经历实验探究洛伦兹力方向的过程，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；3．知道电视机显像管的基本构造和工作的基本原理．【自主预习】1．运动电荷在磁场中受到的作用力，叫做．2．洛伦兹力的方向的判断──左手定则：让磁感线手心，四指指向的方向，或负电荷运动的，拇指所指电荷所受的方向．3．洛伦兹力的大小:洛伦兹力公式．4．洛伦兹力对运动电荷，不会电荷运动的速率．5．显像管中使电子束偏转的磁场是由两对线圈产生的,叫做偏转线圈．为了与显像管的管颈贴在一起,偏转线圈做成．【我的困惑】课上篇（学会合作交流——不议不明）【课上笔记】【典例剖析】【例1】．试判断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．【例2】如图所示，一阴极射线管，左侧不断有电子射出，若在管的正下方放一通电直导线AB时，发现射线的径迹向弯曲，则（）A．导线中的电流从A到BB．导线中的电流从B到AC．若要使电子束的径迹向上弯曲，可以改变AB中的电流方向来实现D．电子束的径迹与AB 中的电流方向无关【例3】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．⑴．如果要使电子束在水平方向偏离中心,打在荧光图5屏上的A点,偏转磁场应该沿什么方向?⑵．如果要使电子束打在B点,磁场应该沿什么方向？【达标检测】1．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2．一个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B．此空间可能有磁场，方向与电子速度平行C．此空间可能有电场，方向与电子速度平行D．以上说法都不对3．关于带电粒子所受洛伦兹力F、磁感应强度B和粒子速度v三者方向之间的关系，下列说法正确的是( )A．F、B、v三者必定均保持垂直B．F必定垂直于B、v，但B不一定垂直于vC．B必定垂直于F、v，但F不一定垂直于vD．v必定垂直于F、B，但F不一定垂直于B4．有关洛伦兹力和安培力的描述，正确的是( )A．通电直导线在匀强磁场中一定受到安培力的作用B．安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现C．带电粒子在匀强磁场中运动受到的洛伦兹力做正功D．通电直导线在磁场中受到的安培力方向与磁场方向平行5．根据所学知识判断图中正确的是( )高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。