高中物理3.5 运动电荷在磁场中受到的力导学案新人教版选修

1 5.运动电荷在磁场中受到的力

1．关于电荷所受电场力和洛伦兹力，正确的说法是( )

A．电荷在磁场中一定受洛伦兹力作用

B．电荷在电场中一定受电场力作用

C．电荷所受电场力一定与该处电场方向一致

D．电荷所受的洛伦兹力不一定与磁场方向垂直

答案： B

2.

初速度为v0的电子，沿平行于通电长直导线的方向开始运动，直导线中电流方向与电子的初始运动方向如图所示，则( )

A．电子将向右偏转，速率不变

B．电子将向左偏转，速率改变

C．电子将向左偏转，速率不变

D．电子将向右偏转，速率改变

答案： A

3.

如图所示，在两水平极板间存在匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向下，磁场方向垂直于纸面向里．一带电粒子以某一速度沿水平直线通过两极板．若不计重力．下列四个物理量中哪一个改变时，粒子运动轨迹不会改变？( )

A．粒子速度的大小 B．粒子所带的电荷量

C．电场强度 D．磁感应强度

解析： 粒子以某一速度沿水平直线通过两极板时受力平衡，有Eq＝Bqv，则知当粒子所带的电荷量改变时，粒子所受的合力仍为0，运动轨迹不会改变，故B项正确．

答案： B

4．两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

2 C．1∶2 D．1∶4

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．

答案： C

5．带电荷量为＋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、大小不变，则洛伦兹力的大小、方向均不变

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．粒子在只受洛伦兹力作用下运动的动能、速度均不变

解析： 因为洛伦兹力的大小不但与粒子速度大小有关，而且与粒子速度的方向有关．例如，当粒子速度与磁场垂直时，F＝qvB，当粒子速度与磁场平行时，F＝0.又由于洛伦兹力的方向永远与粒子的速度方向垂直，速度方向不同时洛伦兹力的方向也不同，所以A选项错．因为＋q改为－q且速度反向时所形成的电流方向与原＋q运动形成的电流方向相同，由左手定则可知洛伦兹力方向不变，再由F＝qvB知大小不变，所以B选项正确．因为电荷进入磁场时的速度方向可以与磁场方向成任意夹角，所以C选项错．因为洛伦兹力总与速度方向垂直，因此洛伦兹力不做功，粒子动能不变，但洛伦兹力可改变粒子的运动方向，使粒子速度的方向不断改变，所以D选项错．

小初高试卷教案类

K12小学初中高中 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 小初高试卷教案类

K12小学初中高中 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.

用心 爱心 专心 高一物理带电粒子在电场中的运动人教实验版

【本讲教育信息】

一. 教学内容：

带电粒子在电场中的运动

［知识要点］

掌握带电粒子在电场中的运动过程及其处理方法。

［重点、难点解析］

一、静电力：一切带电粒子在电场中都要受到静电力FqE，与粒子的运动状态无关；电场力的大小、方向取决于电场（E的大小、方向）和电荷的正负，匀强电场中静电力为恒力，非匀强电场中静电力为变力。

二、带电粒子的运动过程分析方法

运动性质有：平衡（静止或匀速直线运动）和变速运动（常见的为匀变速），运动轨迹有直线和曲线（偏转）。

对于平衡问题，结合受力图根据共点力的平衡条件可求解。

1. 带电粒子的加速

（1）运动状态分析：带电粒子沿与电场线平行的方向进入匀强电场，受到静电力与运动方向在同一直线，做匀加（减）速直线运动。

（2）用功能观点分析：电场力做正功，电势能减少，动能增加，电场力做负功，电势能增加，动能减少。

qUmvqUmvmv1212122202()()初速度时初速度时

注意：以上公式适用于匀强电场和非匀强电场。

2. 带电粒子的偏转（限于匀强电场）

（1）带电粒子以速度v垂直于电场线方向飞入匀强电场时，受到垂直运动方向的静电力作用而做曲线运动（轨迹为抛物线）。

（2）偏转运动的分析处理方法（类似平抛运动分析方法）：

①沿初速度方向为速度为v的匀速直线运动。

②沿电场力方向为初速度为零的匀加速直线运动。

（3）基本公式：

①加速度：a＝qEm

②运动时间：t=0lv

③离开电场的偏转量：22201122qUlyatmdv

④偏转角：tanqulmdv02

［总结］

1. 在处理带电粒子在电场中运动的问题时，关键是对带电粒子进行正确的受力分析。带电粒子在电场中的运动问题就是电场中的力学问题，研究方法与力学中相同，只是要注意以下几点： 用心 爱心 专心 （1）带电粒子受力特点

谭老师教育工作室系列资料

高二物理 带电粒子在电场中的运动练习题

一、选择题：

1．如图1所示，实线为不知方向的三条电场线，从电场中M点以相同速度飞出a、b两个带电粒子，运动轨迹如图中虚线所示。则（ ）

A．a一定带正电，b一定带负电

B．a的速度将减小，b的速度将增加

C．a的加速度将减小，b的加速度将增加

D．两个粒子的电势能一个增加一个减小

2．如右图所示，三个质量相同，带电荷量分别为+q、-q和0的小液滴a、b、c，从竖直放置的两板中间上方由静止释放，最后从两板间穿过，则在穿过极板的过程中

A．电场力对液滴a、b做的功相同

B．三者动能的增量相同

C．液滴a电势能的增加量等于液滴b电势能的减少量

D．重力对三者做的功相同

3.一带电小球M固定在光滑水平绝缘桌面上，在桌面内的另一处放置另一带电小N,现给N一个在桌面内沿垂直MN连线方向的速度v0则

A.若M, N为同种电荷，N球的谏度越来越小

B.若M, N为同种电荷，N球的加速度越来越小

C.若M, N为异种电荷，N球的速度越来越大

D.若M, N为异种电荷，N球的加速度越来越大

4．如图所示，空间的虚线框内有匀强电场，AA’、BB’、CC’

是该电场的三个等势面，相邻等势面间的距离为0.5cm，其中

BB’为零势能面。一个质量为m，带电量为+q的粒子沿AA’方

向以初动能EK自图中的P点进入电场，刚好从C’点离开电场。已知PA’=2cm。粒子的重力忽略不计。下列说法中正确的是( )

A．该粒子到达C’点时的动能是2EK B．该粒子通过等势面BB’时的动能是1.25EK

C．该粒子在P点时的电势能是EK D．该粒子到达C’点时的电势能是0.5EK

5．如图所示，在真空室中有一水平放置的不带电平行板电容器，板间距离为d，电容为C，上板B接地。现有大量质量均为m、带电量均为q的小油滴，以相同的初速度持续不断地从两板正中间沿图中虚线所示方向射入，第一滴油滴正好落到下板A的正中央P点。如果能落到A板的油滴仅有N滴，且第N＋l滴油滴刚好能飞离电场，假定落到A板的油滴的电量能被板全部吸收，不考虑油滴间的相互作用，重力加速度为g，则( )