任丘一中物理新授课导学案 班级： 小组： 姓名： 使用时间：
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- 1 - 课题：§3.5 运动电荷在磁场中受到的力
编者：刘长青
学习目标：
1．认识什么是洛伦磁力，说明为什么安培力是洛伦磁力的宏观表现
2．会用公式F=qvB计算洛伦磁力的大小，会用左手定则判断洛伦磁力的方向
3．解释为什么洛伦磁力对电荷不做功
4．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。洛伦兹力大小计算公式的推导和应用。
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.洛伦兹力对带电粒子不做功。
2．洛伦兹力方向的判断。洛伦兹力计算公式的推导。
导学案：
使用说明：用严谨认真的态度完成导学案中要求的内容，明确简洁的记录自己遇到问题。
预习部分（20分钟）
一、洛伦兹力
1．定义：______________在磁场中所受的力．
2．与安培力的关系：通电导线在磁场中所受的安培力是洛伦兹力的______________，而洛伦兹力是安培力的微观本质．
二、洛伦兹力的方向和大小
1．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______________从掌心进入，并使四指指向________________，这时拇指所指的方向就是运动的正电荷在磁场中所受______________的方向．负电荷受力的方向与正电荷受力的方向______．
(2)特点：洛伦兹力的方向与电荷运动方向和磁场方向都______________，洛伦兹力只改变带电粒子的运动方向，不改变速度大小，对电荷不做功．
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.
41 磁 学
基本内容
一、稳恒磁场 磁感应强度
1． 稳恒磁场
电流、运动电荷、永久磁体在周围空间激发磁场。
稳恒磁场是指不随时间变化的磁场。
稳恒电流激发的磁场是一种稳恒磁场。
2． 物质磁性的电本质
无论是永磁体还是导线中的电流，它们的磁效应的根源都是电荷的运动。因此，磁场是运动电荷的场。
3． 磁感应强度
磁感应强度B是描述磁场的基本物理量，它的作用与E在描述电场时的作用相当。
磁场对处于其中的载流导线、运动电荷、载流线圈、永久磁体有力及力矩的作用。可以根据这些作用确定一点处磁场的强弱和方向——磁感应强度B。
带电q的正点电荷在磁场中以速度v运动，若在某点不受磁力，则该点磁感应强度B的方向必与电荷通过该点的速度v平行。当该电荷以垂直于磁感应强度B通过该点时受磁力F，则该点磁感应强度大小qvFB，且F，v，B两两互相垂直并构成右手系。
二、毕奥—萨伐尔定律 运动电荷的磁场
1． 磁场的叠加原理
空间一点的磁感强度等于各电流单独存在时在该点产生磁感应强度的矢量和：
iiBB 可推广为 BdB 42 Bd是电流强度有限而长度无限小的电流元ldI或电流强度无限小而空间大小不是无限小的元电流的磁场。上式中矢量号一般不能略去，只有当各电流产生磁场方向相同时，才能去掉矢量号。
2． 毕奥—萨伐尔定律
电流元ldI在空间一点产生的磁场Bd为： 304rrldIBdπμ
大小： 02Isin(I,r)dB4rdldl
方向：Bd垂直于电流元ldI与r所形成的平面，且Bd与ldI、r构成右手螺旋。
3． 电流与运动电荷的关系
导体中电荷定向运动形成电流，设导体截面积为S，单位体积载流子数为n。每个载流子带电q，定向运动速率为v，则nqvSI。
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3.3.5运动电荷在磁场中受到的力
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．在赤道平面上无风的时候，雨滴是竖直下落的．若雨滴带负电，则它的下落方向将偏向( )
A．东方 B．西方
C．南方 D．北方
3．阴极射线管中粒子流向由左向右，其上方放置一根通有如图所示电流的直导线，导线与阴极射线管平行，则阴极射线将( )
A．向上偏转 B．向下偏转
C．向纸里偏转 D．向纸外偏转
4．在图所示的匀强电场和匀强磁场共存的区域内，电子可能沿水平方向向右做直线运动的是(
)
5．如图所示，运动电荷电荷量为q＝2×10－8C，电性已在图中标明，运动速度v＝4×105 m/s，匀强磁场磁感应强度为B＝0.5 T，分别求出三个电荷受到的洛伦兹力的大小．
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第 2 页 共 7 页 一、选择题
1．下列各图中，运动电荷的速度方向、磁感应强度方向和电荷的受力方向之间的关系正确的是(
)
2．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三者必定相互垂直
B．F必定垂直于B、v，但B不一定垂直于v
C．B必定垂直于F，但F不一定垂直于v
D．v必定垂直于F、B，但F不一定垂直于B
3．如图所示，一带电粒子沿x轴正方向进入一个垂直纸面向里的匀强磁场中，若要使该粒子所受的合外力为零(重力不计)，所加匀强电场的方向为( )
A．沿＋y方向
B．沿－y方向
C．沿－x方向
D．因不知粒子的正负、无法确定
4．如图所示，某空间匀强电场竖直向下，匀强磁场垂直纸面向里，一金属棒AB从高h处自由下落，则( )
1 5 运动电荷在磁场中受到的力
知识点一 洛伦兹力的大小和方向
1.关于电场力与洛伦兹力,以下说法正确的是( )
A.电荷只要处在电场中,就会受到电场力,而电荷静止在磁场中,也可能受到洛伦兹力
B.电场力对在电场中的电荷一定会做功,而洛伦兹力对在磁场中的电荷却不会做功
C.电场力与洛伦兹力一样,方向都沿电场线或磁感线切线方向
D.只有运动的电荷在磁场中才会受到洛伦兹力的作用
2.如图L3-5-1所示的各图中,运动电荷的速度方向、磁感应强度方向和电荷的受力方向之间的关系正确的是(
)
图L3-5-1
3.如图L3-5-2所示,美国物理学家安德森在研究宇宙射线时,在云雾室里观察到有一个粒子的径迹和电子的径迹弯曲程度相同,但弯曲方向相反,从而发现了正电子,获得了诺贝尔物理学奖.云雾室中磁场方向可能是( )
A.垂直纸面向外 B.垂直纸面向里
C.沿纸面向上 D.沿纸面向下
图L3-5-2
4.初速度为v0的电子沿平行于通电长直导线的方向射出,直导线中电流方向与电子的初始运动方向如图L3-5-3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
图L3-5-3
知识点二 对磁场和洛伦兹力的理解
5.下列关于运动电荷和磁场的说法中正确的是( )
A.运动电荷在某点不受洛伦兹力作用,该点的磁感应强度必为零
B.电荷运动的方向、磁感应强度的方向和电荷所受洛伦兹力的方向一定两两垂直
C.电子在磁场中仅受洛伦兹力作用而偏转,这是洛伦兹力对电子做功的结果
D.电荷与磁场没有相对运动,电荷就一定不受磁场的作用力
6.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,则洛伦兹力的大小和方向均不变
