高二物理人教版選修31：3.5運動電荷在磁場中受到的力　學(xué)案

1、.第五節(jié) 運動電荷在磁場中受到的力【課標轉(zhuǎn)述】通過實驗，認識洛倫茲力。會判斷洛倫茲力的方向，會計算洛倫茲力的大小。理解電子束的磁偏轉(zhuǎn)原理以及在科學(xué)技術(shù)中的應(yīng)用?！緦W(xué)習(xí)目的】1、說明為什么安培力是洛倫磁力的宏觀表現(xiàn)2、會用公式F=qvB計算洛倫磁力的大小，會用左手定那么判斷洛倫磁力的方向3、解釋為什么洛倫磁力對電荷不做功4、理解電視機顯像管的工作原理?！緦W(xué)習(xí)過程】探究點一：洛倫磁力的方向1什么是洛倫磁力？2洛倫茲力的方向的判斷實驗：觀察陰極射線在磁場中的偏轉(zhuǎn)左手定那么：讓磁感線 手心，四指指向 的方向，或負電荷運動的 ，拇指所指電荷所受 的方向。例1試判斷P98-1圖中所示的帶電粒子剛進入磁場時

2、所受的洛倫茲力的方向.并畫到下方例2：來自宇宙的電子流，以與地球外表垂直的方向射向赤道上空的某一點，那么這些電子在進入地球周圍的空間時，將A豎直向下沿直線射向地面B相對于預(yù)定地面向東偏轉(zhuǎn)C相對于預(yù)定點稍向西偏轉(zhuǎn)D相對于預(yù)定點稍向北偏轉(zhuǎn)探究點二：洛倫磁力的大小1.洛倫磁力大小的公式如何推到？仔細研讀課本P96頁并把推導(dǎo)過程試寫到下方2洛倫茲力的大小:洛倫茲力公式 。 在一般情況下，當(dāng)電荷運動的方向與磁場的方向夾角為時，洛倫磁力F= 考慮與討論： 洛倫磁力對帶電粒子的速度有什么影響？探究點三：電視機顯像管的工作原理：構(gòu)造 原理 掃描顯像管中使電子束偏轉(zhuǎn)的磁場是由兩對線圈產(chǎn)生的,叫做偏轉(zhuǎn)線圈。為了與

3、顯像管的管頸貼在一起,偏轉(zhuǎn)線圈做成 。圖3例3：如圖3所示，一個帶正電q的小帶電體處于垂直紙面向里的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度為B，假設(shè)小帶電體的質(zhì)量為m，為了使它對程度絕緣面正好無壓力，應(yīng)該A使B的數(shù)值增大 B使磁場以速率 v，向上挪動C使磁場以速率v，向右挪動 D使磁場以速率v，向左挪動圖4例4： 單擺擺長L，擺球質(zhì)量為m，帶有電荷q，在垂直于紙面向里的磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中擺動，當(dāng)其向左、向右通過最低點時，線上拉力大小是否相等？例：如下圖，沒有磁場時電子束打在熒光屏正中的O點。為使電子束偏轉(zhuǎn),由安裝管頸的偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)磁場。 .假如要使電子束在程度方向偏離中心,打在熒光屏上的A點,偏轉(zhuǎn)

4、磁場應(yīng)該沿什么方向? .假如要使電子束打在B點,磁場應(yīng)該沿什么方向當(dāng)堂達標1. 一個電子穿過某一空間而未發(fā)生偏轉(zhuǎn)，那么 A此空間一定不存在磁場 B此空間可能有方向與電子速度平行的磁場 C此空間可能有磁場 ，方向與電子速度垂直 D以上說法都不對2. 一束帶電粒子沿程度方向飛過靜止的小磁針的正上方，小磁針也是程度放置，這時小磁針的南極向西偏轉(zhuǎn)，那么這束帶電粒子可能是 A由北向南飛行的正離子束B由南向北飛行的正離子束C由北向南飛行的負離子束D由南向北飛行的負離子束 3.電子以速度v0垂直進入磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，那么 A磁場對電子的作用力始終不做功 B磁場對電子的作用力始終不變C電子的動能始終

5、不變 D電子的動量始終不變 4.如下圖，帶電粒子所受洛倫茲力方向垂直紙面向外的是 第4題第5題5.如下圖，空間有磁感應(yīng)強度為B，方向豎直向上的勻強磁場，一束電子流以初速v從程度方向射入，為了使電子流經(jīng)過磁場時不偏轉(zhuǎn)不計重力，那么在磁場區(qū)域內(nèi)必須同時存在一個勻強電場，這個電場的場強大小與方向應(yīng)是 AB/v，方向豎直向上BB/v，方向程度向左CBv，垂直紙面向里 DBv，垂直紙面向外第6題6.如下圖，一帶負電的滑塊從粗糙斜面的頂端滑至底端時的速率為v,假設(shè)加一個垂直紙面向外的勻強磁場，并保證滑塊能滑至底端，那么它滑至底端時的速率 A變大 B變小 C不變 D條件缺乏，無法判斷7. 有一勻強磁場，磁感

6、應(yīng)強度大小為1.2T，方向由南指向北，如有一質(zhì)子沿豎直向下的方向進入磁場，磁場作用在質(zhì)子上的力為9.6×10-14N，那么質(zhì)子射入時速為 ,質(zhì)子在磁場中向方向偏轉(zhuǎn)。第8題8.質(zhì)量為0.1g的小物塊帶有5×10-4C的電荷,放在傾角為300且足夠長的光滑絕緣的斜面上,整個裝置放在磁感應(yīng)強度為0.5T的勻強磁場中,如下圖.物塊由靜止下滑,滑到某個位置時分開斜面,求:物塊帶何種電荷?物塊剛分開斜面時的速度多大? 物塊從靜止到剛分開斜面的過程中做什么運動,斜面至少多長?第9題9. 一種測量血管中血流速度的儀器原理圖,如下圖,在動脈血管兩側(cè)分別安裝電極并加磁場,設(shè)血管直徑為2mm,磁

7、場的磁感應(yīng)強度為0.080T,電壓表測出電壓為0.01V,那么血流速度大小為多少?第13題10.如下圖，質(zhì)量m=0.1g的小球，帶有q=5×10-4C的正電荷，套在一根與程度方向成=37°的絕緣桿上，小球可以沿桿滑動，與桿間的動摩擦因數(shù)=0.4，這個裝置放在磁感應(yīng)強度B=0.5T的勻強磁場中，求小球無初速釋放后沿桿下滑的最大加速度和最大速度。拓展進步1有關(guān)電荷所受電場力和洛倫茲力的說法中，正確的選項是 A電荷在磁場中一定受磁場力的作用 B電荷在電場中一定受電場力的作用C電荷受電場力的方向與該處的電場方向一致 D電荷假設(shè)受磁場力，那么受力方向與該處的磁場方向垂直2假如運動電荷

8、在磁場中運動時除磁場力作用外不受其他任何力作用，那么它在磁場中的運動可能是 A勻速圓周運動 B勻變速直線運動 C變加速曲線運動 D勻變速曲線運動第3題3電子束以一定的初速度沿軸線進入螺線管內(nèi)，螺線管中通以方向隨時間而周期性變化的電流，如下圖，那么電子束在螺線管中做 A勻速直線運動 B勻速圓周運動C加速減速交替的運動 D來回振動4帶電荷量為+q的粒子在勻強磁場中運動,下面說法中正確的選項是 A只要速度大小一樣,所受洛倫茲力就一樣B假如把+q改為-q,且速度反向、大小不變,那么洛倫茲力的大小不變C洛倫茲力方向一定與電荷速度方向垂直,磁場方向一定與電荷運動方向垂直第5題D粒子只受到洛倫茲力的作用.不

9、可能做勻速直線運動5如圖，是電視機的像管的構(gòu)造示意圖,熒光屏平面位于坐標平面xoy，y軸是顯像管的縱軸線,位于顯像管尾部的燈絲被電流加熱后會有電子逸出,這些電子在加速電壓的作用下以很高的速度沿y軸向十y方向射出.構(gòu)成了顯像管的“電子槍。假如沒有其他力作用,從電子槍發(fā)射出的高速電子將做勻速直線運動打到坐標原O使熒光屏的正中間出現(xiàn)一個亮點。當(dāng)在顯像管的管頸處的較小區(qū)域圖中B部分加沿z方向的磁場 偏轉(zhuǎn)磁場,亮點將偏離原點0而打在x軸上的某一點,偏離的方向和間隔 大小依賴于磁場的磁感應(yīng)強度B。為使熒光屏上出現(xiàn)沿x軸的一條貫穿全屏的程度亮線電子束的程度掃描運動，偏轉(zhuǎn)磁場的磁感應(yīng)強度隨時間變化的規(guī)律是圖中

10、第5題第6題6如下圖，帶電小球在勻強磁場中沿光滑絕緣的圓弧形軌道的內(nèi)側(cè)來回往復(fù)運動，它向左或向右運動通過最低點時 速度一樣 B加速度一樣C所受洛倫茲力一樣 D軌道給它的彈力一樣7兩個帶電粒子以一樣的速度垂直磁感線方向進入同一勻強磁場，兩粒子質(zhì)量之比為1：4，電荷量之比為1：2，那么兩帶電粒子受洛倫茲力之比為 A2：1B1：1C1：2D1：4 8.如下圖，傾角為的光滑絕緣斜面,處在方向垂直斜面向上的勻強磁場和方向未知的勻強電場中,有一質(zhì)量為m、帶電荷量為一q的小球，恰可在斜面上做勻速圓周運動、其角速度為，那么，勻強磁場的磁感應(yīng)強度的大小為 ，未知電場的最小場強的大小為 ，方向沿 。9質(zhì)量為m ,

11、帶電荷量為q的粒子,在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中做勻速圓周運動,其圓周半徑為r,那么粒子受到的洛倫茲力為 ,表示這個帶電粒子運動而形成的環(huán)形電流的電流大小為 。10如下圖，一個質(zhì)量為m帶正電的帶電體電荷量為q，緊貼著程度絕緣板的下外表滑動，滑動方向與垂直紙面的勻強磁場B垂直，那么能沿絕緣面滑動的程度速度方向_，大小v應(yīng)不小于_，假設(shè)從速度v0開場運動，那么它沿絕緣面運動的過程中，抑制摩擦力做功為_。 第10題第10題第8題11如下圖，帶電液滴從h高處自由落下，進入一個勻強電場與勻強磁場互相垂直的區(qū)域，磁場方向垂直紙面，電場強度為E，磁感應(yīng)強度為B，液滴在此區(qū)域中做勻速圓周運動，那么圓周的半徑R=_。第12題12如下圖，在xOy平面內(nèi)，電荷量為q、質(zhì)量為m的電子從原點O垂直射入磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，電子的速度為v0，方向與x軸正方向成30°角，那么電子第一次到達x軸所用的時間是多少?這時電子在x軸的位置距原點的間隔 是多少?13 課后作業(yè)： 考慮“問題與練習(xí) 2、3、4第11題第五節(jié) 磁場對運動電荷的作用力 參考答案自主學(xué)習(xí)1 洛倫茲力2 垂直穿入 正電荷運動 反方向 洛倫茲力3 FqvBs