高中磁场对运动电荷的作用力学案及练习题教案
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磁场对运动电荷的作用力学案学习目标:1. 认识什么是洛仑兹力.知道磁场对电流的安培力是大量带电粒子所受洛仑兹力的宏观表现.2. 掌握左手定则和判断洛仑兹力方向的方法.3. 了解带电粒子在匀强磁场中作匀速圆周运动,知道磁场的强弱和带电粒子的速度都能影响带电粒子的运动轨迹.思考与练习:1.如图3-4-1是表示磁场B、正电荷运动方向v和磁场对电荷作用力f的相互关系图,其中正确的是(B、f、v两两垂直):()A B C D图3-4-12.某电子在一匀强磁场中沿垂直于磁场方向运动,以下说法正确的是:()A. 电子的运动轨迹为一抛物线B. 电子的运动轨迹为一圆周C. 洛仑兹力对电子做功,将使电子的速率不断增大D. 洛仑兹力对电子不做功3. 有电子、质子、氘核、氚核,以同样速度射入同一匀强磁场中,它们都作匀速圆周运动,则轨道半径最大的是:()A. 电子B. 质子C. 氘核D. 氚核4. 在一匀强磁场中,一个带电粒子作匀速圆周运动,如果又顺利进入另一磁感强度是原来两倍的匀强磁场,则:()A. 粒子的速率加倍,周期减半B. 粒子的速率不变,轨道半径减半C. 粒子的速率减半,轨道半径变为原来的1/4D. 粒子的速率不变,周期减半5. 如图3-4-2,一带负电的物体从粗糙斜面顶端滑到底端似的速度为v,若加上一垂直纸面向外的磁场,则滑到底端时:()A. v变大B. v变小C. v不变D. 无法确定····················图3-4-26. 如图3-4-3,质量为m,电量为q的带正电物体,在磁感强度为B,方向垂直于纸面向里的匀强磁场中,沿动摩擦因数为μ的水平面向左运动,则: ( )A. 物体的速度由v减小到零,所用的时间小于mv/μ(mg+qvB) ×××××B. 物体的速度由v减小到零,所用的时间小于mv/μ(mg+qvB) ×× v ×××C. 若另加一个为μ(mg+qvB)/q,方向水平相左的匀强电场,物体作匀速运动.D. 若另加一个为μ(mg+qvB)/q,方向竖直向上的匀强电场,物体作匀速运动.×××××图3-4-37. 在x轴上方(y≥0),存在着垂直于纸面向外的匀强磁场, 磁感强度为B,在原点O 有一离子源向x轴上方的各个方向发射出质量为m,电量为q的正离子,速率都为v,对那些在xy平面内运动的离子,在磁场中可能到达的最大x=________, 最大y= _________.8. 在垂直于纸面向外的匀强磁场中, 垂直于磁场方向向上射三束粒子a、b、c 偏转轨迹如图3-4-4所示:确定三束离子的电性.若撤掉磁场,而加上由右向左的匀强电场E, 则粒子a、b、c的偏转情况是怎样的?试比较上述两种情况下的粒子运动轨迹有什么不同?若上述电场和磁场同时存在,有无可能使a和c不发生偏转?若能,需满足什么条件?· B · b······· c ·a···············图3-4-4阅读材料:回旋加速器 (cyclotron)利用磁场使带电粒子作回旋运动,在运动中经高频电场反复加速的装置。
高中磁场对运动电荷的作用力学案及练习题教案SANY GROUP system office room 【SANYUA16H-磁场对运动电荷的作用力编写:吴昌领审核:陶海林【知识要点】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。
【典型例题】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: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例3:如图所示,一个带正电q的小带电体处于垂直纸面向里的匀强磁场中,磁感应强度为B,若小带电体的质量为m,为了使它对水平绝缘面正好无压力,应该(?? )A.使B的数值增大B.使磁场以速率 v=mgqB,向上移动C.使磁场以速率v=mgqB,向右移动D.使磁场以速率v=mgqB,向左移动例4:单摆摆长L,摆球质量为m,带有电荷+q,在垂直于纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场中摆动,当其向左、向右通过最低点时,线上拉力大小是否相等?例5: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【课堂检测】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2.一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.由北向南飞行的正离子束B.由南向北飞行的正离子束C.由北向南飞行的负离子束D.由南向北飞行的负离子束3.电子以速度v0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.电子的动量始终不变4.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.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6.如图所示,一带负电的滑块从粗糙斜面的顶端滑至底端时的速率为v,若加一个垂直纸面向外的匀强磁场,并保证滑块能滑至底端,则它滑至底端时的速率 ( )A .变大B .变小C .不变D .条件不足,无法判断7.质量为0.1g 的小物块带有5×10-4C 的电荷,放在倾角为300且足够长的光滑绝缘的斜面上,整个装置放在磁感应强度为的匀强磁场中,如图所示.物块由静止下滑,滑到某个位置时离开斜面,求:(1)物块带何种电荷?第4第7第5第6题(2)物块刚离开斜面时的速度多大?(3)物块从静止到刚离开斜面的过程中做什么运动,斜面至少多长?磁场对运动电荷的作用力班级姓名学号1.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磁场力的作用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.电荷若受磁场力,则受力方向与该处的磁场方向垂直2.如果运动电荷在磁场中运动时除磁场力作用外不受其他任何力作用,则它在磁场中的运动可能是()A.匀速圆周运动B.匀变速直线运动C.变加速曲线运动D.匀变速曲线运动3.电子束以一定的初速度沿轴线进入螺线管内,螺线管中通以方向随时间而周期性变化的电流,如图所示,则电子束在螺线管中做()第3 A.匀速直线运动B.匀速圆周运动C.加速减速交替的运动D.来回振动第64.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5.如图,是电视机的像管的结构示意图,荧光屏平面位于坐标平面xoy ,y 轴是显像管的纵轴线,位于显像管尾部的灯丝被电流加热后会有电子逸出,这些电子在加速电压的作用下以很高的速度沿y 轴向十y 方向射出.构成了显像管的“电子枪”。
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。
年级:高二学科:物理班级:学生姓名:制作人:不知名编号:2023-241.2《磁场对运动电荷的作用力》导学案学习目标:1.理解洛伦兹力的实质,推导公式。
理解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,理解洛伦兹力对电荷不做功。
3.了解电视显像管的工作原理。
【预学案】一、洛伦兹力1.洛伦兹力:运动电荷在中受到的力.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;让从掌心进入,并使四指指向电荷运动的方向,这时拇指所指的方向就是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.(2)特点:F⊥B,F⊥v,即F垂直于B和v决定的平面.3.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)力对电荷不做功,但力却可以对导体做功。
二、洛伦兹力与现代科技1.显像管显像管电视机原理:电视机显像管利用了的原理.显像管结构:电视机显像管由电子枪、和荧光屏组成扫描: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,因此电子束打在荧光屏上的光点不断移动,这在显示技术中叫作.【探究案】探究一:洛伦兹力的方向导学探究如图所示,电子由阴极向阳极运动(向右运动)过程中向下发生了偏转,试问:(1)什么力使电子偏转?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?知识深化1.洛伦兹力的方向总是与电荷运动的方向及磁场方向垂直,即洛伦兹力的方向总是垂直于运动电荷速度方向和磁场方向确定的平面.即F、B、v三个量的方向关系是:F⊥B,F⊥v,但B与v不一定垂直,如图甲、乙所示.2.在用左手定则判断运动的电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向时,对于正电荷,四指指向电荷的运动方向;但对于负电荷,四指应指向电荷运动的反方向.[例1]试判断下列图中的带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向,其中垂直于纸面指向纸里的是()探究二:洛伦兹力的大小导学探究如图所示,匀强磁场的磁感应强度大小为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且定向移动的速率都是v.(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?知识深化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=q vBsinθ,θ为电荷运动的方向与磁感应强度方向的夹角.(1)当θ=90°时,v⊥B,sinθ=1,F=q vB,即运动方向与磁场垂直时,洛伦兹力最大.(2)当v∥B时,θ=0°,sinθ=0,F=0,即运动方向与磁场平行时,不受洛伦兹力.[例2]如图6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.探究三:带电体在洛伦兹力作用下的运动[例3] (多选)如图7所示,用细线吊一个质量为m的带电绝缘小球,小球处于匀强磁场中,空气阻力不计.小球分别从A点和B点向最低点O运动,当小球两次经过O点时()A.小球的动能相同B.细线所受的拉力相同C.小球所受的洛伦兹力相同D.小球的向心加速度大小相同[例4](2020·云南省武定民族中学高二期末)如图8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′在竖直面内垂直磁场方向放置,细棒与水平面间的夹角为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,重力加速度为g.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?知识深化1.带电体在匀强磁场中速度变化时洛伦兹力的大小往往随之变化,并进一步导致弹力、摩擦力的变化,带电体将在变力作用下做变加速运动.2.利用牛顿运动定律和平衡条件分析各物理量的动态变化时要注意弹力为零的临界状态,此状态是弹力方向发生改变的转折点.求解带电体在磁场中的运动问题的解题步骤1.确定研究对象,即带电体;2.确定带电体所带电荷量的正、负以及速度方向;3.由左手定则判断带电体所受洛伦兹力的方向,并作出受力分析图;4.由平行四边形定则、矢量三角形或正交分解法等方法,根据物体的平衡条件或牛顿第二定律列方程求解.5.对于定性分析的问题还可以采用极限法进行推理,从而得到结论.【检测案】1.(洛伦兹力的方向)在下列四个选项中,正确标明了带正电粒子所受洛伦兹力F方向的是()2.下列四幅图关于各物理量方向间的关系中,正确的是()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、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.下列表示运动电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向正确的是()A.B.C.D.5.如图所示,一圆柱形磁铁竖直放置,在它的右侧上方有一带负电小球,现使小球获得一水平速度,小球若能在水平面内做匀速圆周运动,则下列说法正确的是()A.带电小球受到的洛仑兹力提供向心力B.俯视观察,小球的运动方向只能是顺时针C.俯视观察,小球的运动方向只能是逆时针D.俯视观察,小球的运动方向可以是顺时针,也可以是逆时针6.如图所示,一电子束沿垂直于电场线与磁感线方向入射后偏向A极板,为了使电子束沿射入方向做直线运动,可采用的方法是()A.将变阻器滑动头P向右滑动B.将变阻器滑动头P向左滑动C .将极板间距离适当减小D .将极板间距离适当增大年级:高二 学科:物理 班级: 学生姓名: 制作人: 不知名 编号:2023-25【巩固练习】1. 假设有一个带负电的粒子垂直于地球赤道射来,如图所示。
《磁场对运动电荷的作用力》教案、教学设计人教版选修3一、教学目标【知识与技能】1.知道什么是洛伦兹力,会判断方向;2.明白安培力到洛伦兹力大小的推理过程;3.能够简单解释极光与电视显像。
【过程与方法】1.通过对安培力微观本质的猜测,培养联想和猜测能力;2.通过公式推导,培养逻辑推理能力。
【情感态度与价值观】通过激发好奇心和求知欲,学会科学的思维方式,体会到物理知识在实际中的应用,激发追求科学的热情。
二、教学重难点【重点】洛伦兹力方向的判断和大小计算【难点】洛伦兹力计算公式的推导过程三、教学方法探究法、讲授法、讨论法四、教学过程环节一:导入新课观看极光视频,思考极光原理,从而引出新课。
环节二:新课讲授我们猜想:磁场对通电导线的安培力可能是作用在大量运动电荷上的力的宏观表现,用阴极管射线实验验证。
1. 磁场对运动电荷存在作用力简单进行实验介绍,之后演示①在没有外磁场时,电子束沿直线运动,说明电子不受力的作用。
②将磁铁靠近电子射线管,发现电子束发生了偏转。
说明电子受到力的作用。
结论:磁场对运动电荷有力的作用,猜想成立。
磁场对运动电荷有力的作用叫洛伦兹力。
通电导线在磁场中所受的安培力是洛伦兹力的宏观表现。
2.洛伦兹力方向与大小由安培力猜想洛伦兹力的方向可以用左手定则判定。
(强调:四指指向是负电荷运动的反方向)实验验证:进一步观察电子束垂直进入磁场时的偏转,并改变磁场方向。
验证洛伦兹力的方向可以用左手定则判定。
接下来建立如教材图3.5—3的物理模型,通过一系列公式推导伦兹力的大小。
①时间t内的通过截面的粒子数②q与电流I的关系③匀强磁场中垂直导线受到的安培力④每个电荷所受的洛伦兹力公式F洛=qvB的适用条件(V⊥B),当v∥B时,F洛=0;v与B既不垂直,又不平行时,洛伦兹力的大小?(类比安培力得出F洛=qvBsinθ)特点:只改变力的方向,不改变大小,对运动电荷不做功。
3.应用极光:来自外太空的带电粒子在射向地球时,受到地磁场对它的作用,使这些带点粒子螺旋状地运动到了两极,与两极的高层大气发生作用,产生各种各样的光线。
磁场对运动电荷的作用教案教案:磁场对运动电荷的作用一、教学目标:1.了解磁场的概念和性质;2.理解运动电荷在磁场中受到的力和力的方向;3.掌握洛伦兹力的计算方法;4.能够应用洛伦兹力计算运动电荷的轨迹。
二、教学重点:1.理解磁场对运动电荷的作用;2.掌握洛伦兹力的计算方法。
三、教学难点:理解洛伦兹力的方向。
四、教学准备:1.教师准备:教材、黑板、彩色粉笔、投影仪等;2.学生准备:课本、笔。
五、教学步骤:Step1. 导入新课(10分钟)1.出示一幅带有磁场图案的图片,向学生提问:“这是什么?”学生回答:“是一个磁场。
”2.引导学生展开讨论:“磁场是什么?有什么性质?”3.教师依次解释磁场的定义、性质,引导学生认识到磁场是由带电粒子周围的运动电荷产生的,磁场是矢量场,具有方向。
Step2. 磁场对运动电荷的力(20分钟)1.让学生回顾电磁感应过程中的法拉第定律:“当导线受到磁场垂直切割时,产生感应电动势。
”3. 引导学生展开讨论,同学们会认识到运动电荷在磁场中被施加一个力,即洛伦兹力(F=qvBsinθ)。
Step3. 洛伦兹力的方向(30分钟)1.出示一个带有磁场方向的图片,向学生提问:“电荷在磁场中运动时,该如何判断洛伦兹力的方向?”2.引导学生理解右手定则,通过实践演示让学生掌握右手定则的使用方法。
3.利用黑板和彩色粉笔向学生讲解利用右手定则判断洛伦兹力的方向,和草图。
4.引导学生独立完成练习题,检查并纠正错误。
Step4. 洛伦兹力的计算(30分钟)1. 引导学生明确洛伦兹力公式F=qvBsinθ ,其中θ为电荷速度和磁场的夹角。
2.向学生讲解如何计算洛伦兹力,提供实例进行讲解和演示。
3.引导学生独立完成练习题,检查并纠正错误。
Step5. 运动电荷在磁场中的轨迹(20分钟)1.向学生提问:“运动电荷在磁场中的轨迹是什么样子的?”学生回答:“是圆周或螺旋线。
”2.引导学生通过洛伦兹力分析,理解运动电荷在磁场中受到一个向心力,经历圆周或螺旋线运动。
磁场对运动电荷的作用力鄱阳县第二中学:***★新课标要求(一)知识与技能1、知道什么是洛伦兹力,理解安培力和洛伦兹力的关系。
2、知道洛伦兹力产生条件,会用左手定则判定洛伦兹力的方向。
3、知道洛伦兹力大小的推理过程。
4、应用公式F=qvBsinθ解答有关问题。
5、应用洛伦兹力有关知识解释生产生活中有关的一些问题。
(二)过程与方法通过洛伦兹力大小的推导过程进一步培养学生的分析推理能力。
(三)情感、态度与价值观让学生认真体会科学研究最基本的思维方法:“对比—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1、理解洛伦兹力对运动电荷不做功。
2、洛伦兹力方向的判断。
★教学方法实验观察法、讲述法、分析推理法★教学用具:电子射线管、电源、磁铁、投影仪、投影片★教学过程(一)引入新课:同学们,我们首先来观看一下神奇而有美丽的极光。
播放《美丽的极光》影片。
师:你们知道极光一般出现在什么地方吗?生:两极等高纬度地区。
师:为什么极光不能在赤道等低纬度地区出现呢?生:学生好奇。
师:我们通过这一节课的学习就将知道为什么极光这美丽而又神秘的面纱,这就是磁场对运动电荷的作用力 (板书标题)一、洛伦兹力(板书)师:我们在上一节中学习了磁场对通电导线的作用力,即安培力的大小和方向。
生:大小θsin qvB F =,方向:左手定则师:磁场对通电的导线才有作用力,那么这个作用就与电流有关,那么电流是如何形成的呢?生:电荷的定向移动形成的师:由上述的两个问题你可以想到什么?生:磁场对通电导线的安培力可能是作用在大量运动电荷的作用力的宏观表现,也就是说磁场可能对运动电荷有力的作用。
师:很好。
磁场对运动电荷究竟有没有作用力,我们口说无凭,能否通过实验来验证一下呢?实验验证师:要验证磁场对运动电荷是否有作用力,我们不仅需要一个磁场(展示蹄形磁铁),还需要运动电荷。
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。
高中磁场对运动电荷的作用力学案及练习题教
案
Document number【980KGB-6898YT-769T8CB-246UT-18GG08】
磁场对运动电荷的作用力
编写:吴昌领审核:陶海林
【知识要点】
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。
【典型例题】
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: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例3:如图所示,一个带正电q的小带电体处于垂直纸面向里的匀强磁场中,磁感应强度为B,若小带电体的质量为m,为了使它对水平绝缘面正好无压力,应该(?? )
A.使B的数值增大
B.使磁场以速率 v=
mg
qB
,向上移动
C.使磁场以速率v=
mg
qB
,向右移动
D.使磁场以速率v=
mg
qB
,向左移动
例4:单摆摆长L,摆球质量为m,带有电荷+q,在垂直于纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场中摆动,当其向左、向
右通过最低点时,线上拉力大小是否相等
例5: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
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
【课堂检测】
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. 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.由北向南飞行的正离子束B.由南向北飞行的正离子束
C.由北向南飞行的负离子束D.由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.电子的动量始终不变
4.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.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
第4
第5
第6题
6.如图所示,一带负电的滑块从粗糙斜面的顶端滑至底端时的速率为v,若
加一个垂直纸面向外的匀强磁场,并保证滑块能滑至底端,则它滑至底端时的
速率 ( )
A .变大
B .变小
C .不变
D .条件不足,无法判断
7.质量为0.1g 的小物块带有5×10-4C 的电荷,放在倾角为300且足够长的
光滑绝缘的斜面上,整个装置放在磁感应强度为的匀强磁
场中,如图所示.物块由静止下滑,滑到某个位置时离开斜
面,求:(1)物块带何种电荷(2)物块刚离开斜面时的
速度多大(3)物块从静止到刚离开斜面的过程中做什么
运动,斜面至少多长
磁场对运动电荷的作用力
班级 姓名 学号
1.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磁场力的作用
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 .电荷若受磁场力,则受力方向与该处的磁场方向垂直
2.如果运动电荷在磁场中运动时除磁场力作用外不受其他任何力作用,则
它在磁场中的运动可能是 ( )
A .匀速圆周运动
B .匀变速直线运动
C .变加速曲线运动
D .匀变速曲线运动
3.电子束以一定的初速度沿轴线进入螺线管内,螺线管
中通以方向随时间而周期性变化的电流,如图所示,则电子束
在螺线管中做 ( )
A .匀速直线运动
B .匀速圆周运动 第7
第3
第6C .加速减速交替的运动
D .来回振动
4.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
5.如图,是电视机的像管的结构示意图,荧光屏平面位于坐标平面xoy ,y 轴是显像管的纵轴线,
位于显像管尾部的灯丝被电流加热后会有电子逸出,这些电子在加速电压的作用
下以很高的速度沿y 轴向十y 方向射出.构成了显像管的“电子枪”。
如果没有
其他力作用,从电子枪发射出的高速电子将做匀速直线运动打到坐标原O 使荧光
屏的正中间出现一个亮点。
当在显像管的管颈处的较小区域(图中B 部分)加沿
z 方向的磁场 (偏转磁场),亮点将偏离原点0而打在x 轴上的某一点,偏离的方
向和距离大小依赖于磁场的磁感应强度B 。
为使荧光屏上出现沿x 轴的一条贯
穿全屏的水平亮线(电子束的水平扫描运动),偏转磁场的磁感应强度随时间变
化的规律是图中 ( )
6
.
如
图所
示,带电小球在匀强磁场中沿光滑绝缘的圆弧形轨道的内侧来回往复运动,它
向左或向右运动通过最低点时 ( )
A.速度相同
B .加速度相同
C .所受洛伦兹力相同
D .轨道给它的弹力相同
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 .2:1
B .1:1
C .1:2
D .1:4
8.如图所示,质量m=0.1g 的小球,带有
q=5×10-4C 的正电荷,套在一根与水平方向成
θ=37°的绝缘杆上,小球可以沿杆滑动,与杆间
的动摩擦因数μ=,这个装置放在磁感应强度B=
的匀强磁场中,求小球无初速释放后沿杆下滑的最大加速度和最大速度。
第5第5第8题
第9题 第10
9.如图所示,在磁感应强度为B 的匀强磁场中,有一与磁感线垂直且水平放置的长为l 的摆线,拉一质量为带有+q 电荷量的摆球,试求摆球通过最低位置时绳上的拉力F 的大小。
10.如图所示,在相互垂直的匀强电场和匀强磁场中,水平放 置一足够长的绝缘直棒,棒上套着一个带正电荷的小球,电场强度为E,方向水平向右,磁感应强度为B,方向垂直纸面向里,小球质量m 带电荷量为q 小球沿水平棒滑动时动摩擦因数为μ小球开始向右滑动后,问:(1)当小球的速度达到何值时它的加速度最大加速度的最大值是多少
(2)小球速度的最大值是多大
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