《磁场对运动电荷的作用--洛伦兹力》导学案

第一章安培力与洛伦兹力第2节磁场对运动电荷的作用力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。

重点：利用左手定则会判断洛伦兹力的方向难点：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一、洛伦兹力的方向［演示实验］观察磁场阴极射线在磁场中的偏转［实验现象］在没有外磁场时，电子束_________________，蹄形磁铁靠近电子射线管，发现电子束运动轨迹______________。

［结论］_______________________________________。

洛伦兹力方向的判断——左手定则：伸开__________，使大拇指和其余四指垂直且处于同一平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，若四指指向_______________的方向，那么拇指所受的方向就是________________________的方向。

二、洛伦兹力的大小1．推导过程：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为B的磁场中。

2．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（v∥B），F=____________［例题］求下图中各电荷所受洛伦兹力的大小和方向。

三、电子束的磁偏转1．显像管的工作原理（1）原理：___________________________________________。

（2）构造：___________________________________________。

《磁场对运动电荷的作用》导学案【使用说明】1认真研读课本，结合学案的预习指导、合作探究，将本部分的主体知识掌握；上课先对预习的效果进行检查巩固，后进行讨论展示、点评。

最后老师进行有针对性的点拨、拓展，搞好当堂检测，值日班长总结本节的学习和学生各组的表现情况。

2※标记C层不做.【学习目标】1、知道什么是洛仑兹力，知道电荷运动方向与磁场方向平行时，电荷受到的洛仑兹力等于零；电荷运动方向与磁场方向垂直时，电荷受到的洛仑兹力最大，2、会用左手定则熟练地判定洛仑兹力方向．3、体验推理探究的过程，提高分析问题、解决问题的能力。

4、极度的热情投入到学习中，体验成功的快乐。

【重点难点】洛仑兹力的大小及方向的判断。

【自主学习】一．洛伦兹力：1.大小：2．方向：3.特性：无论电荷的速度方向与磁场方向间的关系如何，洛仑兹力的方向永远与电荷的速度方向垂直，因此洛仑兹力只改变运动电荷的速度方向，不对运动电荷作功，也不改变运动电荷的速率和动能。

二．带电粒子在匀强磁场中的运动1．带电粒子不计重力只受洛仑兹力作用的情况下，在匀强磁场中常见有三种典型运动：（1）若带电粒子的速度方向与磁场方向平行时，粒子不受洛仑兹力作用而作匀速直线运动。

（2）若粒子的速度方向与磁场方向垂直，则带电粒子在垂直于磁感线的平面内以入射速度v作匀速圆周运动，其运动所需的向心力全部由洛仑兹力提供。

（3）若带电粒子的速度方向与磁场方向成一夹角θ（θ≠0°，θ≠90°），则粒子的运动轨迹是一螺旋线：粒子垂直磁场方向作匀速圆周运动，平行磁场方向作匀速运动。

2．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：（4）角速度公式：从以上公式可以看出T、f、ω的大小与粒子的速度v及半径r ，只与磁场B及粒子的荷质比（q/m）有关。

三．带电粒子在匀强磁场中作匀速圆周运动的分析方法研究带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的规律时，关键是：定圆心，求半径，找回旋角，求运动时间。

运动电荷在磁场中受到的力导学案教学重点：洛伦兹力的大小和方向的判断教学难点：洛伦兹力的大小和方向前置作业：1、洛伦兹力的定义：。

2、洛伦兹力的方向的判断方法：。

伸开，使拇指与其余四个手指，并且都与在同一平面内；让从掌心进入，并使四指指向的方向，这时所指的方向就是运动的在磁场中所受洛伦兹力的方向。

*3、洛伦兹力的大小（1）当v⊥B时，F = 。

（2）当v∥B时，F = 。

4、电视显像管的作用原理显像管中有一个，工作时它能发射，荧光屏被电子束撞击就能发光。

在偏转区的方向和方向都有偏转磁场，其都在不断变化，因此电子束打在荧光屏上的光点就不断移动，这在电视技术中叫做。

电子束从最上一行到最下一行扫描一遍叫做。

电视机中每秒要进行场扫描，再因为荧光粉的余辉时间，所以我们感到整个荧光屏都在发光。

课堂探究：1、洛伦兹力的方向：（1）带电粒子所受洛伦兹力方向与方向速度、磁场方向是否垂直：当运动方向与磁场垂直时，洛伦兹力。

当运动方向与磁场方向平行时，洛伦兹力。

结论：速度与磁场方向垂直，但洛伦兹力方向与磁场、速度方向垂直。

2、推导洛伦兹力公式（1）洛伦兹力与安培力的关系：安培力是洛伦兹力的，洛伦兹力是安培力的。

（2）洛伦兹力和安培力的大小关系：（3）洛伦兹力公式推导：设一段长为L，横截面积为S的直导线，单位体积的自由电荷数为n，每个自由电荷荷量为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应强度为B 的匀强磁场中，求（1）通电导线中的电流（2）通电导线所受的安培力（3）这段导线内的自由电荷数（4）每个电荷所受的洛伦兹力洛仑兹力和电场力的比较：电场力洛仑兹力力的性质施力物体受力物体产生条件大 小 方 向针对训练：1、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. 此空间可能有磁场，方向与电子速度垂直D. 此空间可能有正交的磁场和电场，他们的方向均与电子速度垂直3、有一个通电长螺线管中，把一个带电粒子沿管轴线射入管中，粒子将在管中： A ．作圆周运动 B ．沿轴线来回运动 C ．作匀加速直线运动 D ．作匀速运动4、试判断带电粒子在磁场中受到的洛伦兹力的方向：5、电子以1.2×107m/s 的速度进入B =0.02T 的匀强磁场中，当速度与磁场夹角分别为30°和37°时，电子所受洛伦兹力分别为_______ 和________.vv+q+q+q+qvv6、如图中表示磁场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，这四个图中画得正确的是（其中Ｂ、F、ｖ两两垂直）( )7、如图3所示，某一带电粒子垂直射入一个垂直纸面向外的匀强磁场，并经过P点，试判断带电粒子的电性。

五、磁场对运动电荷的作用【要点导学】1、本节学习磁场对运动电荷的作用力（洛伦兹力），通过本节的学习，应知道洛伦兹力是安培力的微观表现，会推导公式F=qvB，并会用此公式解答有关问题，会用左手定则解答有关带电粒子在磁场中受力方向的问题，知道电视机显象管的工作原理。

2、洛伦兹力的方向：和确定安培力的方向一样，确定洛伦兹力的方向也可以用左手定则.由于电流方向规定为_______定向移动的方向，所以用左手定则判断洛伦兹力方向时，四指应该指向______运动的方向.磁场可以和电荷的运动速度方向不垂直，但洛伦兹力一定既垂直于电荷的速度方向，又垂直于磁感应强度方向，即垂直于速度方向和磁感应强度方向所构成的________。

3、计算洛伦兹力的公式：如果电流方向与磁场方向不垂直，设磁场与电流方向的夹角等于θ，洛伦兹力公式为__________，它表示电荷的运动方向与磁场方向在一条直线上，电荷将______磁场的作用力；当电荷的运动方向与磁场方向垂直时，电荷受到的磁场力最大,等于_________。

4．洛伦兹力与电场力的对比电荷在电场中就会受到电场力，其大小等于________，和电荷是否运动______．磁场对静止的电荷____作用力，对运动的电荷也______有作用力，只有对运动方向与磁感应强度方向_________的电荷才有作用力．电场力移动电荷时，必然伴随着_____做功，涉及到______与其它形式的能的转化．洛伦兹力移动电荷时，对电荷____做功.5、电视机显象管的工作原理：电视机显象管中的电子偏转是利用了_________。

产生偏转电场的线圈称为__________。

思考与讨论１：根据演示实验，你得到了哪些结论思考与讨论２：判断下图中运动粒子受到的洛仑兹力的方向思考与讨论３：有一根横截面积S、长度为L的导线，单位体积内含的运动电荷数n，每个电荷电量为q，电荷的平均定向移动速率是v，放在磁感应强度为B的磁场中，求磁场对导线的安培力。

高三物理一轮复习磁场对运动电荷的作用导学案九、磁场（3）磁场对运动电荷的作用【目标】1．理解洛伦兹力的概念及洛伦兹力与安培力的关系；2．理解带电粒子的v⊥B时，粒子在匀磁场中做匀速圆周运动；会推导带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径、周期公式，并会用它们解答有关问题；【导入】一、磁场对运动电荷的作用——洛仑兹力1、洛仑兹力的大小:f＝Bqv （v与B垂直）2、洛仑兹力的方向: 用左手定则注意：洛仑兹力与安培力的关系：（1）洛仑兹力是单个运动电荷在磁场中受到的力，而安培力是导体中所有定向移动的自由电荷受到的洛仑兹力的宏观表现．（2）洛仑兹力恒不做功，但安培力却可以做功．二、带电粒子在匀强磁场中运动1、若v∥B，带电粒子以速度v做匀速直线运动．（此情况下洛仑兹力f＝0）2、若v⊥B，带电粒子在垂直于磁感线的平面内以入射速度v做匀速圆周运动．①、向心力由洛仑兹力提供____________．②、轨道半径公式：R=___________；③、周期:T=____________三、带电粒子做匀速圆周运动的分析方法：1、圆心的确定：（1）已知入射方向和出射方向时，可通过入射点和出射点分别作垂直于入射方向和出射方向的直线，两条直线的交点就是圆弧轨道的圆心．（2）已知入射方向和出射点的位置时，可以通过入射点作入射方向的垂线，连接入射点和出射点,作其中垂线，这两条垂线的交点就是圆弧轨道的圆心2、半径的确定和计算：（1）利用平面几何关系，求出该圆的可能半径（或圆心角）．（2）注意以下重要的几何特点：粒子速度的偏向角（ф）等于回旋角（圆心角α），并等于AB弦与切线的夹角（弦切角θ）的2 倍（如图），即ф=α＝2θ＝ωt.3、运动时间的确定:（1）直接根据公式 t =s / v 或 t =α/ω求出运动时间t；（2）粒子在磁场中运动时间的确定:利用回旋角（即圆心角α）与弦切角的关系，或者利用四边形内角和等于360°,计算出圆心角α的大小，由公式t=αT/360°,可求出粒子在磁场中的运动时间。

第47课时磁场对运动电荷的作用（Ⅰ）【考点要求】：1. 认识洛伦兹力，会用左手定则判断洛伦兹力的方向，并会计算洛伦兹力的大小.【课前知识梳理】：一、洛伦兹力1.定义：2.大小：注：⑴电荷运动方向与磁场方向垂直时，此时洛伦兹力有最大值即F=qvB；⑵运动方向与磁场方向平行时，θ=0°，此时洛伦兹力有最小值，F = 0；⑶从洛伦兹力的宏观表现进行公式推导3.方向：左手定则二、带电粒子（不计重力）在匀强磁场中的运动1.运动电荷进入磁场的两种方式：⑴带电粒子的运动方向与磁场方向平行时，带电粒子做，是因为带电粒子在磁场中.⑵带电粒子的运动方向与磁场方向垂直时，带电粒子做，是因为带电粒子在磁场中受到的洛仑兹力始终与带电粒子的运动方向，只改变其运动，不改变其速度.注：①向心力由洛伦兹力提供：qvB= ；轨道半径公式：R= =；周期：；频率：；②洛仑兹力对运动电荷一定不做功；③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；垂直进入匀强磁场，则做. 【课前热身】：1.电子以初速度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变B.磁场对电子的作用力始终不做功C.电子的速度始终不变D.电子的动能时刻在改变2.下列关于带电荷量为+q的粒子在匀强磁场中运动的说法，正确的是（）A.只要速度的大小相同，所受洛伦兹力的大小就相同B.如果把+q改为－q，且速度反向而大小不变，则洛伦兹力的大小、方向都不变C.洛伦兹力方向一定与电荷运动的速度方向垂直，磁场方向也一定与电荷的运动方向垂直D.当粒子只受洛伦兹力作用时，动能不变3.如图所示，在第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场，一对正、负电子分别以相同速率沿与x轴成30°角的方向从原点射入磁场，则正、负电子在磁场中运动的时间之比为（）A.1︰2B.2︰1C.1︰D.1︰14.质子和α粒子在同一个匀强磁场中作半径相同的圆周运动，由此可知质子的动能E1和α粒子的动能E2之比为E1︰E2= .5.竖直放置的半圆形光滑绝缘管道处在如图所示的匀强磁场中，B=1.1T，管道半径R=0.8m，其直径POQ在竖直线上，在管口P 处以2m/s的速度水平射入一个带电小球（可视为质点），其电量为－10-4C.试求：⑴小球滑到Q处的速度为多大？⑵若小球从Q处滑出瞬间，管道对它的弹力正好为零，小球的质量为多少？6.空间存在着以x=0为理想分界面的两个匀强磁场，左右两边磁场的磁感应强度分别为B1和B2，且B1︰B2=4︰3，方向如图所示。

《磁场对运动电荷的作用——洛伦兹力》导学案1____________________判定，洛伦兹力是指磁场对运动洛伦兹力的方向用的作用力．．________，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；让其内容为：伸开____________________所指的方向就是这时磁感线从电荷运动的方向．进入，并使四指指向_______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运动的_____ ．________，故洛伦兹力不改变带电粒子运动洛伦兹力的方向始终与带电粒子的运动方向__________ ．速度的大小，只改变粒子运动的方向．洛伦兹力对带电粒子2F________.若带电粒子运动方向与磁场＝则．若带电粒子运动方向与磁场方向垂直．洛____ ．方向平行时，则带电粒子所受洛伦兹力为3FB v三者方向之间的关系，下．关于带电粒子所受洛伦兹力和粒子速度、磁感应强度()列说法正确的是AFB v三者必定均保持垂直、、．BFBB vv不一定垂直于必定垂直于，但．、CBFF v不一定垂直于．，但必定垂直于DFBFBv不一定垂直于必定垂直于．，但、4________________ ．洛伦兹力充当．垂直射入匀强磁场的带电粒子，在匀强磁场中做2πr__________Bq____________________r____________vv＝．即＝，得知＝，由，所以TT________________.＝5() ．两个粒子，带电量相等，在同一匀强磁场中只受洛伦兹力而做匀速圆周运动A ．若速率相等，则半径必相等B ．若质量相等，则周期必相等C ．若动能相等，则周期必相等D ．若质量相等，则半径必相等【概念规律练】洛伦兹力的方向知识点一11Bq v，求各．如图所示，匀强磁场的磁感应强度为，带电粒子的速率为，带电荷量为带电粒子所受洛伦兹力的大小和方向．1图洛伦兹力的特点知识点二2q() 的粒子在匀强磁场中运动，下列说法中正确的是．带电荷量为＋A ．只要速度大小相同，所受洛伦兹力就相同Bqq ，且速度反向，大小不变，则洛伦兹力的大小、方向均不变改为－．如果把＋C ．洛伦兹力方向一定与电荷运动方向垂直，磁场方向一定与电荷运动方向垂直D ．粒子在只受到洛伦兹力作用时运动的动能不变带电粒子在匀强磁场中的圆周运动知识点三3．在匀强磁场中，一个带电粒子做匀速圆周运动，如果又垂直进入另一磁感应强度是2()原来的磁感应强度倍的匀强磁场，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，轨道半径为原来的四分之一D ．粒子的速率不变，周期减半带电粒子在有界磁场中的圆周运动知识点四4. 2eBd v的有、所示，一束电子的电荷量为以速度，宽度为垂直射入磁感应强度为如图30°，则电子的质量界匀强磁场中，穿过磁场时的速度方向与原来电子的入射方向的夹角是是多少？电子穿过磁场的时间又是多少？2 图【方法技巧练】一、在洛伦兹力作用下35. 整个装置处于所示，一个带负电的滑环套在水平且足够长的粗糙的绝缘杆上，如图B中．现给滑环施以一个水平向右的瞬时速度，使其由静止开始运方向如图所示的匀强磁场)(动，则滑环在杆上的运动情况可能是3图A．始终做匀速运动B．先做减速运动，最后静止于杆上C．先做加速运动，最后做匀速运动D．先做减速运动，最后做匀速运动二、带电粒子在磁场中运动时间的确定方法r6. 4的圆形空间内，存在着垂直于纸面向外的匀强磁场，一个带电如图所示，半径为B)A(v且点沿半径方向以速度点射出，粒子垂直于磁场方向射入磁场中，不计重力并由，从0)120°(AOB，则该粒子在磁场中运动的时间为＝∠4图πr2πrπr23πr3 D. B. C. A. 3333vvvv00001(．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()() 无其他力作用可能做．运动电荷进入磁场后A B ．匀速直线运动．匀速圆周运动．D C ．平抛运动．匀加速直线运动43He)α(3(p)(H)束，如果它们以相同的速度沿．有三束粒子，分别是质子和、氚核粒子21)(，在下面所示的四个图中，能正确表垂直于磁场方向射入匀强磁场磁场方向垂直纸面向里)(示出这三束粒子运动轨迹的是54所示是在有如图．带电粒子进入云室会使云室中的气体电离，从而显示其运动轨迹．Bab垂直于纸面向和是轨迹上的两点，匀强磁场匀强磁场的云室中观察到的粒子的轨迹，)(里．该粒子在运动时，其质量和电荷量不变，而动能逐渐减少，下列说法正确的是5图bAa点点，再经过．粒子先经过aBb点点，再经过．粒子先经过C．粒子带负电D．粒子带正电41He)(H)α5(由此可知质子的动和在同一匀强磁场中做半径相同的圆周运动．粒子．质子21)(EEEαE∶能和粒子的动能等于之比212112 D 12 1 B1 C 4A1 ∶∶∶．．．∶．66. 所示，在第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场，一对正、负电子分别以相同如图)(x60°轴成速度沿与角从原点射入磁场，则正、负电子在磁场中运动时间之比为6图3 D111 B2 A1 2 C1∶．∶∶．．∶．7lBl，．长为的水平极板间有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为，板间距离也为mq()，的带正电粒子从左边极板间中点处垂直磁不计重力电荷量为板不带电．现有质量为、()v水平射入磁场，欲使粒子不打在极板上，可采用的办法是感线以速度．BqlA< v．使粒子的速度4m5BqlB> v．使粒子的速度4mBqlC> v．使粒子的速度mBql5BqlD<< v．使粒子的速度4m4m87PQ上方有垂直纸面向里的匀强磁场，一对正、负电子同时从边所示，在边界．如图OPQθv射入磁场中，则关于正、负电子，下列说法点沿与角的方向以相同的速度成界上的()不正确的是7图A ．在磁场中的运动时间相同B ．在磁场中运动的轨道半径相同C ．出边界时两者的速度相同DO 点处的距离相等．出边界点到9B的匀强磁场中，棒与磁场垂直，磁感线方向垂直纸面向．一细棒处于磁感应强度为8cmq，所示，棒上套一个可在其上滑动的带负电的小环，小环质量为里，如图，电荷量为环与棒间无摩擦．让小环从静止滑下，下滑中某时刻环对棒的作用力恰好为零，则此时环的速度为多大？8图4——洛伦兹力第磁场对运动电荷的作用节答案课前预习练1 不做功垂直相反正拇指正掌心左手左手定则．电荷．v B 2q零．3B．2vv m2πm4m．匀速圆周运动向心力BqBqr v m2πm5B[rTqB一定和周期＝．、＝根据粒子在磁场中的运动轨道半径公式可知，在BqqB v mTmr]有关．的大小有关，而周期的情况下，轨道半径和与只与课堂探究练vv B1(1)q垂直斜向上，方向与．vv B(2)q垂直斜向上，方向与(3)0vvv BBF(1)q垂直斜向上．，所以因，方向与⊥解析＝洛vvv FqB(2)B垂直斜向上．＝⊥，方向与，所以因洛v B (3)平行，所以不受洛伦兹力．由于与2BD．v m2πm3BD[AC rT＝知：磁感应强、＝错．由．，洛伦兹力不改变带电粒子的速率，qBqB BD]正确．、度加倍时，轨道半径减半、周期减半，故πddeB24. vv3解析电子在磁场中运动时，只受洛伦兹力作用，故其轨道是圆弧的一部分．又因洛伦v垂直，故圆心应在电子穿入和穿出时洛伦兹力延长线的交点上．从图中可以看兹力与速度πABθ30°OBr，由几何关系可得：＝出，，弧所对的圆心角＝即为半径6dr2d. 由半径公式＝＝θsinv mqBr2deBrm.＝＝得：＝vv BqAB弧所用的时间，即穿过磁场的时间为：带电粒子通过θ2πmπmπd11tTT.＝＝×＝＝×＝2πv361212BeBe点评作出辅助线，构成直角三角形，利用几何知识求解半径．求时间有两种方法：一θRθtTt求解．，另一种是利用公式种是利用公式＝＝v2π5ABD[带电滑环向右运动时所受洛伦兹力方向向上，其大小与滑环初速度大小有．关．由于滑环初速度的大小未具体给出，因而洛伦兹力与滑环重力可出现三种不同的关系：(1) 当开始时洛伦兹力等于重力，滑环做匀速运动；(2) 当开始时洛伦兹力小于重力，滑环将做减速运动，最后停在杆上；(3)当开始时洛伦兹力大于重力，滑环所受的洛伦兹力随速度减小而减小，滑环与杆之当挤压力为零时，摩擦力为零，滑环间的挤压力将逐渐减小，因而滑环所受的摩擦力减小，]做匀速运动．会导致其他力随之发生本题滑环在运动的过程中，洛伦兹力随速度变化而变化，点评变化．O60°O6D[AB的连线为，′．所对的轨迹圆心角为、由图中的几何关系可知，圆弧该圆心角的角平分线，由此可得带电粒子圆轨迹半径为.3rRr cot 30°＝＝故带电粒子在磁场中运动的周期为R2πr23π.T＝＝vv00rπ1360°tT.] T＝带电粒子在磁场区域中运动的时间＝＝v360°630Tα，当粒子运动的圆弧所对应的圆心角为粒子在磁场中运动一周的时间为方法总结时，其运动时间可由下式表示：ααttT. ＝＝或2π360°课后巩固练1B[洛伦兹力的方向总跟速度方向垂直，所以洛伦兹力永不做功，不会改变粒子的．B]正确．动能，因此2AB[若运动电荷垂直于磁场方向进入匀强磁场，则做匀速圆周运动；若运动方向．AB正确，由于洛伦兹力不做功，故电荷的和匀强磁场方向平行，则做匀速直线运动，故、CD] 错误．动能和速度不变，错误．由于洛伦兹力是变力，故3C．4AC[AB错；由左手定则．由于粒子的速度减小，所以轨道半径不断减小，所以对，CD] 错．对，得粒子应带负电，222v mq1rB2v EEEE B5[rm∶得．，由＝＝＝，所以mqB222122qq1211.] ∶＝∶＝mm216A．l222 )l AB7r(r[＋＝．如下图所示，带电粒子刚好打在极板右边缘时，有－211v m1r，又＝Bq15Bql v＝所以m41v ml2r，＝粒子刚好打在极板左边缘时，有＝Bq42Bql v＝m42AB] 正确．综合上述分析可知，选项、8A ．mg cos θ9. qB解析小环沿棒下滑，对环进行受力分析可知，当环对棒的作用力为零时如下图所示，mg cos θvv.θcos qFFBmg＝，得其所受洛伦兹力大小＝＝，方向垂直于棒斜向上，应有qB洛洛。

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。

10.2磁场对运动电荷的作用〖教学目标〗1.会判断洛伦兹力的方向，计算洛伦兹力大小，知道洛伦兹力的特点；2.学会处理含洛伦兹力在内的的动力学问题，学会处理带电粒子在磁场中的圆周运动问题〖教学过程〗活动一、洛伦兹力1.洛伦兹力与安培力的关系：2.存在条件：3.方向：（1）左手定则：（2）特点：4.大小：例1若来自太阳高能带电粒子都直接到达地面，将会对地球上的生命带来危害。

但由于地磁场的存在改变了宇宙射线中带电粒子的运动方向，使得很多高能带电粒子不能到达地面。

不考虑地磁偏角的影响，说法正确的是（）A．若带电粒子带正电，且沿地球赤道平面射向地心，将向东偏转B．地磁场只分布在地球的外部C．地磁场穿过地球表面的磁通量为零D．地磁场对直射地球宇宙射线的阻挡作用在赤道附近最强，两极地区最弱例2如图所示，半圆光滑绝缘轨道MN固定在竖直平面内，O为其圆心，M、N与O高度相同，匀强磁场方向与轨道平面垂直．现将一个带正电的小球自M点由静止释放，它将沿轨道在M、N间做往复运动．下列说法中正确的是()A.小球在M点和N点时均处于平衡状态B.小球由M到N所用的时间大于由N到M所用的时间C.小球每次经过轨道最低点时对轨道的压力大小均相等D.小球每次经过轨道最低点时所受合外力大小均相等例3如图所示，质量为m、带电荷量为+q的物块，在水平向外的匀强磁场中，沿着竖直绝缘墙壁由静止开始下滑，已知物块与墙壁间的动摩擦因数为μ，磁感应强度为B，墙壁无限高，下列说法正确的是（）A．物块在下滑过程中只受重力、摩擦力和洛伦兹力B．物块下滑过程中先做加速度减小的加速运动，后匀速运动C ．物块下滑的最大速度为Bq mgD ．物块在下滑过程中，受到的洛伦兹力不做功，物块机械能守恒活动二、带电粒子在匀强磁场中的圆周运动1.条件：2.轨道半径：3.周期：例4比荷（q m）相等的带电粒子M 和N ，以不同的速率经过小孔S 垂直进入匀强磁场，磁感应强度为B ，运行的半圆轨迹如图中虚线所示，下列说法正确的是（ ）A ．N 带负电，M 带正电B ．N 的速率大于M 的速率C ．N 的运行时间等于M 的运行时间D ．N 受到的洛伦兹力一定等于M 受到的洛伦兹力例5如图所示，空间中分布有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B ，有一质量为M ，电荷量为q （q ＞0）的粒子静止在O 点。

第三章磁场【课题】§3.3 磁场对运动电荷旳作用力【学习目标】1．理解磁场对运动电荷旳作用——洛仑兹力旳概念2．掌握带电粒子在匀强磁场中旳运动规律及应用【知识要点】一、洛伦兹力、洛伦兹力旳方向1．定义：磁场对旳作用力．2．大小：F＝qvB sin θ，θ为v与B旳夹角，如下图．(1)当v∥B时，θ＝0°或180°，F＝ .(2)当v⊥B时，θ＝90°，F＝ .(3)当v＝0时，F＝ .3．方向(1)判断方法：定那么．注意四指指向运动旳方向或运动旳反方向．(2)特点：F⊥B，F⊥v，即F垂直于决定旳平面．4．作用特点：洛伦兹力不能改变运动电荷旳速度大小与电荷旳动能，即对运动电荷永不做功，但可以改变运动电荷旳速度方向．二、带电粒子在匀强磁场中旳运动在带电粒子只受洛伦兹力作用旳条件下(电子、质子、离子等微观粒子旳重力常忽略不计)，在匀强磁场中有两种典型旳运动情况：1．当v∥B时，带电粒子不受洛伦兹力作用，在匀强磁场中做运动． 2.当v ⊥B 时，带电粒子在垂直于磁感线旳平面内以入射速度v 做 运动，如下图．(1)向心力由洛伦兹力提供： ＝m v 2r .(2)轨道半径：r ＝ . (3)周期：T ＝2πr v ＝.三、带电粒子在匀强磁场中做圆周运动旳分析分析方法：找圆心、求半径、确定转过旳圆心角旳大小是解决这类问题旳前提，确定轨道半径与给定旳几何量之间旳关系是解题旳根底，有时需要建立运动时间t与转过旳圆心角α之间旳关系作为辅助．1．圆心旳确定 根本思路：与速度方向垂直旳直线与图中弦旳中垂线一定过圆心．2．半径旳确定与计算利用平面几何关系，求出该圆旳可能半径(或圆心角)，并注意以下两个重要旳几何特点：(1)粒子速度旳偏向角φ等于圆心角(α)，并等于AB 弦与切线旳夹角(弦切角θ)旳2倍(如下图)，即φ＝α＝2θ＝ωt .(2)相对旳弦切角(θ)相等，与相邻旳弦切角(θ′)互补，即θ＋θ′＝180°.3．运动时间旳确定粒子在磁场中运动一周旳时间为T ，当粒子运动旳圆弧所对应旳圆心角为α时，其运动时间可表示为t＝α360°T或t＝α2πT.【典型例题】一、对洛伦兹力旳理解【例题1】如下图，在磁感应强度为B旳水平匀强磁场中，有一足够长旳绝缘细棒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旳圆环A套在OO′棒上，圆环与棒间旳动摩擦因数为μ，且μ<tan α.现让圆环A由静止开场下滑，试问圆环在下滑过程中：(1)圆环A旳最大加速度为多大？获得最大加速度时旳速度为多大？(2)圆环A能够到达旳最大速度为多大？二、带电粒子在匀强磁场中做圆周运动旳分析【例题2】如下图，在x轴上方有匀强磁场B，一个质量为m，带电量为-q旳粒子，以速度v从O点射入磁场，θ角，粒子重力不计，求(1)粒子在磁场中旳运动时间.(2)粒子离开磁场旳位置【变式训练1】．如图，在x＞0．y＞0旳空间中有恒定旳匀强磁场，磁感强度旳方向垂直于xOy平面向里，大小为B.现有一质量为m电量为q旳带电粒子，在x轴上到原点旳距离为x0旳P点，以平行于y轴旳初速度射入此磁场，在磁场作用下沿垂直于y轴旳方向射出此磁场.不计重力旳影响.由这些条件可知〔〕A．不能确定粒子通过y轴时旳位置B．不能确定粒子速度旳大小C．不能确定粒子在磁场中运动所经历旳时间D．以上三个判断都不对【变式训练2】〔2021淮北一模〕．三个质子1、2与3分别以大小相等、方向如图3所示旳初速度V l、V2与v3，经过平板MN上旳小孔0射入匀强磁场B，磁场方向垂直纸面向里，整个装置放在真空中，且不计重力，这三个质子打到平板MN上旳位置到小孔旳距离分别为s1、s2与s3，那么( )A．s1<s2<s3B．s1>s2>s3C．S1=s3>s2D. s1=s3<s2【例题3】．如图中圆形区域内存在垂直纸面向里旳匀强磁场，磁感应强度为B．现有一电量为q，质量为m旳正离子从a点沿圆形区域旳直径入射．设正离子射出磁场区域旳方向与入射方向旳夹角为60°，求此正离子在磁场区域内飞行旳时间及射出磁场时旳位置．【例题4】如图4所示，在真空中半径r＝×10－2 m旳圆形区域内，有磁感应强度B＝0.2 T，方向如图旳匀强磁场，一批带正电旳粒子以初速度v0＝×106m/s，从磁场边界上直径ab旳一端a沿着各个方向射入磁场，且初速度方向与磁场方向都垂直，该粒子旳比荷为q/m＝×108 C/kg，不计粒子重力．求：(1)粒子旳轨迹半径；(2)粒子在磁场中运动旳最长时间；(3)假设射入磁场旳速度改为v 0＝×105 m/s ，其他条件不变，试用斜线画出该批粒子在磁场中可能出现旳区域．(sin37°＝，cos37°＝0.8)【变式训练3】带电粒子进入云室会使云室中旳气体电离，从而显示其运动轨迹．图16是在有匀强磁场旳云室中观察到旳粒子旳轨迹，a 与b 是轨迹上旳两点，匀强磁场B 垂直纸面向里．该粒子在运动时，其质量与电量不变，而动能逐渐减少，以下说法正确旳是( )A ．粒子先经过a 点，再经过b 点B ．粒子先经过b 点，再经过a 点C ．粒子带负电D ．粒子带正电例题答案：1. 【答案】 (1)mg cos αqB (2)mg sin α＋μcos αμqB解析 分析圆环下滑过程中旳受力情况，随速度旳变化会造成洛伦兹力变化，进而使合外力及加速度均发生变化．(1)由于μ<tan α，所以环将由静止开场沿棒下滑．环A 沿棒运动旳速度为v 1时，受到重力mg 、洛伦兹力qv 1B 、杆旳弹力F N1与摩擦力F f 1＝μF N1.根据牛顿第二定律，对圆环A 沿棒旳方向mg sin α－F f 1＝ma垂直棒旳方向：F N1＋qv 1B ＝mg cos α所以当F f 1＝0(即F N1＝0)时，a 有最大值a m且a m ＝g sin α，此时qv 1B ＝mg cos α，解得v 1＝mg cos αqB . (2)设当环A 旳速度到达最大值v m 时，环受杆旳弹力为F N2，摩擦力为F f 2＝μF N2，此时应有a ＝0在沿着杆旳方向上：mg sin α＝F f 2在垂直杆方向上：F N2＋mg cos α＝qv m B解得v m ＝mg sin α＋μcos αμqB. 变式1. D变式2：答案：D2．解析：找其圆心位置，不一定要一步到位，先定性地确定其大概旳轨迹，然后由几何关系确定圆心角、弦长与半径旳关系．此题中有一点要提醒旳是：圆心一定在过A 点且与速度v 垂直旳一条直线上，如图7所示．r ＝mv Bq ，T ＝2πm Bq ；(1)圆心角为2π－2θ，所以运动时间为：t ＝2π－2θ2πT ＝2(π－θ)m Bq(2)离开磁场旳位置与入射点旳距离即为弦长，即x ＝2r sin θ＝2mv sin θBq•3．解析:设正离子从磁场区域旳b 点射出，射出速度方向旳延长线与入射方向旳直径交点为O ，如图2，正离子在磁场中运动旳轨迹为一段圆弧，该轨迹圆弧对应旳圆心O’位于初、末速度方向垂线旳交点，也在弦ab旳垂直平分线上，O’b与区域圆相切，弦ab既是轨迹圆弧对应旳弦，也是区域圆旳弦，由此可知，OO’就是弦ab旳垂直平分线，O点就是磁场区域圆旳圆心.又因为四边形OabO’旳四个角之与为，可推出，因此，正离子在磁场中完成了1/6圆周，即特点2 入射速度方向〔不一定指向区域圆圆心〕与轨迹圆弧对应旳弦旳夹角为〔弦切角〕，那么出射速度方向与入射速度方向旳偏转角为，轨迹圆弧对应旳圆心角也为，并且初末速度方向旳交点、轨迹圆旳圆心、区域圆旳圆心都在弧弦旳垂直平分线上.如图3，带电粒子从a点射入匀强磁场区域，初速度方向不指向区域圆圆心，假设出射点为b，轨迹圆旳圆心O’在初速度方向旳垂线与弦ab旳垂直平分线旳交点上，入射速度方向与该中垂线旳交点为d，可以证明：出射速度方向旳反向延长线也过d点，O、d、O’都在弦ab旳垂直平分线上.如果同一种带电粒子，速度方向一定、速度大小不同时，出射点不同，运动轨迹对应旳弦不同，弦切角不同，该轨迹圆弧对应旳圆心角也不同，那么运动时间也不同.4．[答案] ×10－2 m ×10－8 s (3)略[解析] (1)由牛顿第二定律可求得粒子在磁场中运动旳半径．qv 0B ＝m v 02R ， R ＝mv 0qB ＝5.0×10－2 m.(2)由于R ＞r ，要使粒子在磁场中运动旳时间最长，那么粒子在磁场中运动旳圆弧所对应旳弧长最长，从图5甲中可以看出，以直径ab 为弦、R 为半径所作旳圆周，粒子运动时间最长，T ＝2πm qB ，运动时间t m ＝2α2π×T ＝2α·m qB ，又sin α＝r R ＝35，∴t m ＝6.4×10－8 s.(3)R ′＝mv 0′qB ＝1.5×10－2 m ，粒子在磁场中可能出现旳区域如图5乙所示(以aO 为直径旳半圆加上以a 为圆心，aO 为半径所作圆与磁场相交旳局部)．变式3：答案：AC解析：动能逐渐减小即速度v 逐渐减小，由R ＝mv qB 知R 逐渐减小，从图中知R a＞R b，所以粒子运动方向从a向b，即A正确，B 错误．由洛伦兹力旳判断方法可得粒子带负电，所以C正确，D错误．能力训练答案1．解析 B 根据洛伦兹力旳特点，洛伦兹力对带电粒子不做功，A错B对；根据F＝qvB，可知洛伦兹力大小与速度有关，C错；洛伦兹力旳作用效果就是改变粒子旳运动方向，不改变速度旳大小，D 错．2．解析 D 当通电直导线与磁场方向平行时，不受安培力，当带电粒子运动方向与磁场方向一样时，不受洛伦兹力作用，应选项A、B均错误；安培力可能对通电导线做功，C错误；洛伦兹力方向与运动方向垂直，所以对运动电荷一定不做功，选项D正确．。

班级__________ 姓名____________组别_________专题17 磁场对运动电荷的作用导学案一、学习目标⒈知识与技能：掌握洛伦兹力的特点，会分析磁场中电荷的运动。

⒉过程与方法：通过小组合作进行自主探究。

⒊情感、态度、价值观：体验推理探究的过程，提高分析问题、解决问题的能力。

说明：洛伦兹力的计算只限于速度与磁场方向垂直的情形。

二、考纲要求⒈洛伦兹力、洛伦兹力的方向Ⅰ⒉洛伦兹力公式Ⅱ⒊带电粒子在匀强磁场中的运动Ⅱ说明：⑴洛伦兹力的计算只限于速度与磁场方向垂直的情形。

⑵常见题型为计算题，着重考查学生的理解能力、推理能力、分析综合能力、应用数学知识处理问题的能力。

三、预习自学⒈磁场对运动电荷的作用力叫做。

⒉洛伦兹力的大小：⑴当v∥B时，；⑵当v⊥B时，；⑶当v与B夹角为θ时，。

⒊洛伦兹力的方向：用判定。

注意：四指代表。

⒋由于洛伦兹力方向始终与速度v垂直，故洛伦兹力永远功。

洛伦兹力只改变而不改变。

⒌不计重力的带电粒子在匀强磁场中的运动：⑴若v∥B，带电粒子做运动；⑵若v⊥B，带电粒子做运动。

⒍带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动有一个动力学方程：，两个基本公式：⑴轨道半径公式：；⑵周期公式：。

四、合作探究 讨论展示合作探究1：洛伦兹力⒈ 各粒子在磁场中的运动情况如图所示，试分析各粒子所受洛伦兹力的方向。

⒉ 带电量为+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，方向不变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作用下运动的速度不变合作探究2：带电粒子在磁场中运动⒊ 质量为m ，电荷量为q 的带正电粒子以速度v 0垂直磁感强度B 射入匀强磁场中， 若不计粒子的重力，问:⑴ 带电粒子将作什么运动？为什么？⑵ 带电粒子运动的半径和周期是多少？⒋ 速度为零、质量为m 、电量为q 的正离子经过电压U 加速，进入磁感应强度为B 的匀强磁场，到达记录它的照相底片上的P 点。

第五节磁场对运动电荷的作用力导学案学习目标1、知道什么是洛伦兹力。

2、利用左手定则会判断洛伦兹力的方向，理解洛伦兹力对电荷不做功。

3、掌握洛伦兹力大小的推理过程。

4、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。

5、了解电视机显像管的工作原理。

学习重点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。

学习难点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。

自主学习1．运动电荷在磁场中受到的作用力，叫做洛伦兹力，洛伦兹力的方向与哪些因素有关？如何判定它的方向？2．若υ与B垂直，洛伦兹力大小是多少？请根据课本96页思考与讨论推导。

若υ与B 不垂直且夹角为θ，此时洛伦兹力大小如何计算？（带电量为q）3.显像管的工作原理是什么？同步导学例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：有一匀强磁场，磁感应强度大小为1.2T，方向由南指向北，如有一质子沿竖直向下的方向进入磁场，磁场作用在质子上的力为9.6×10-14N，则质子射入时速度为多少？质子在磁场中向哪偏转？例3：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，垂直纸面向外当堂达标1.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 ．电子的动量始终不变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，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5.如图所示，没有磁场时电子束打在荧光屏正中的O 点。

《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，会用左手定则判断洛伦兹力的方向。

2、掌握洛伦兹力大小的计算公式，并能进行简单的计算。

3、了解洛伦兹力的特点，知道洛伦兹力对带电粒子运动的影响。

二、知识回顾1、电场对电荷有力的作用，其大小为＼（F ＝ Eq\），方向与电场方向相同（正电荷）或相反（负电荷）。

2、安培力是磁场对通电导线的作用力，其大小为＼（F ＝BIL\sin\theta\），方向用左手定则判断。

三、新课导入我们已经知道磁场对通电导线有力的作用，那么磁场对单个运动电荷是否也有力的作用呢？如果有，这个力又有怎样的特点和规律呢？四、新课讲授（一）洛伦兹力的概念荷兰物理学家洛伦兹首先提出，磁场对运动电荷有力的作用，这个力称为洛伦兹力。

（二）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运动的正电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向。

2、负电荷受力方向与正电荷相反。

（三）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\）。

（四）洛伦兹力的特点1、洛伦兹力始终与电荷的运动方向垂直，所以洛伦兹力不做功。

2、洛伦兹力只改变电荷运动的方向，不改变电荷运动的速度大小。

（五）洛伦兹力对带电粒子运动的影响1、当带电粒子的初速度方向与磁场方向垂直时，粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动。

2、半径公式：＼（r ＝＼frac{mv}｛qB}＼）。

3、周期公式：＼（T ＝＼frac{2\pi m}｛qB}＼）。

五、典型例题例 1：一个电荷量为＼（q ＝＋2×10^｛－9} C\）的粒子，以＼（v ＝ 5×10^｛4} m/s\）的速度沿垂直于磁场的方向射入一磁感应强度为＼（B ＝ 02 T\）的匀强磁场中，求粒子所受的洛伦兹力的大小。

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．。

3．5 磁场对运动电荷的作用课前预习学案一、预习目标1、知道什么是洛伦兹力。

2、利用左手定则会判断洛伦兹力的方向。

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、了解电视机显像管的工作原理。

二、预习内容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。

三、提出疑惑课内探究学案学习目标1、掌握洛伦兹力大小的推理过程。

2、利用左手定则会判断洛伦兹力的方向，理解洛伦兹力对电荷不做功。

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。

学习过程一、讨论洛伦兹力的大小1.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，每个自由电荷的电荷量为q，自由电荷定向移动的速率为v。

这段通电导线垂直磁场方向放入磁感应强度为B的匀强磁场中，求（1）通电导线中的电流（2）通电导线所受的安培力（3）这段导线内的自由电荷数（4）每个电荷所受的洛伦兹力二、洛伦兹力的方向通电导线在磁场中受到的安培力是洛伦兹力的宏观表现，由此我们推断洛伦兹力的方向可以依照左手定则：伸开左手,使大拇指和其余四指垂直且处于同一平面内,把手放入磁场中,让磁感线垂直穿过手心,若四指指向正电荷运动的方向,那么拇指所指的方向就使正电荷所受洛伦兹力的方向三、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垂直,那么粒子所受的洛伦兹力为？若带电粒子不垂直射入磁场,电子受到的洛伦兹力又如何呢?四、洛伦兹力的特征1，带电粒子在磁场中运动时，洛伦兹力对带电粒子是否做功？洛伦兹力只改变速度的方向,不改变速度的大小洛伦兹力对电荷不做功2，带电粒子在磁场中运动时受洛伦兹力.而带电粒子在电场中受电场力.那么洛伦兹力与电场力有何区别？（1）电荷在电场中一定受到电场力的作用，与其运动状态无关；而电荷在磁场中不一定受到磁场力作用，只有相对于磁场运动且运动方向与磁场方向不平行的电荷才受磁场力作用。