高中人教物理選擇性必修二1.2 磁場對運(yùn)動電荷的作用力（導(dǎo)學(xué)案）-同步備課

1、安培力與洛倫茲力第2節(jié) 磁場對運(yùn)動電荷的作用力1知道什么是洛倫茲力。利用左手定則判斷洛倫茲力的方向。2知道洛倫茲力大小的推理過程。3掌握垂直進(jìn)入磁場方向的帶電粒子，受到洛倫茲力大小的計算。4了解v和B垂直時的洛倫茲力大小及方向判斷。理解洛倫茲力對電荷不做功。5了解電視顯像管的工作原理。重點(diǎn)：利用左手定則會判斷洛倫茲力的方向難點(diǎn)：掌握垂直進(jìn)入磁場方向的帶電粒子，受到洛倫茲力大小的計算一、洛倫茲力的方向演示實驗觀察磁場陰極射線在磁場中的偏轉(zhuǎn)實驗現(xiàn)象在沒有外磁場時，電子束_，蹄形磁鐵靠近電子射線管，發(fā)現(xiàn)電子束運(yùn)動軌跡_。結(jié)論_。洛倫茲力方向的判斷左手定則：伸開_，使大拇指和其余四指垂直且處于同一平面

2、內(nèi)，把手放入磁場中，讓磁感線垂直穿入手心，若四指指向_的方向，那么拇指所受的方向就是_的方向。二、洛倫茲力的大小1推導(dǎo)過程：設(shè)有一段長度為L的通電導(dǎo)線，橫截面積為S，導(dǎo)線每單位體積中含有的自由電荷數(shù)為n，每個自由電荷的電量為q，定向移動的平均速率為v，將這段導(dǎo)線垂直于磁場方向放入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場中。2洛倫茲力的計算公式（1）當(dāng)粒子運(yùn)動方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直時（vB），F(xiàn)=_（2）當(dāng)粒子運(yùn)動方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向成時（vB），F(xiàn)=_例題求下圖中各電荷所受洛倫茲力的大小和方向。三、電子束的磁偏轉(zhuǎn)1顯像管的工作原理（1）原理：_。（2）構(gòu)造：_。2速度選擇器計算出選擇的速度：3磁流體發(fā)電機(jī)1關(guān)于電荷

3、在磁場中運(yùn)動的速度、磁場和電荷受到的洛倫茲力三者之間的方向關(guān)系如圖所示，其中正確的是()2.如圖所示，在真空中，水平導(dǎo)線中有恒定電流I通過，導(dǎo)線的正下方有一質(zhì)子初速度方向與電流方向相同，則質(zhì)子可能的運(yùn)動情況是()A沿路徑a運(yùn)動B沿路徑b運(yùn)動C沿路徑c運(yùn)動D沿路徑d運(yùn)動3關(guān)于帶電粒子所受洛倫茲力F、磁感應(yīng)強(qiáng)度B和粒子速度v三者方向之間的關(guān)系，下列說法正確的是()AF、B、v三者必定均保持垂直BF必定垂直于B、v，但B不一定垂直于vCB必定垂直于F、v，但F不一定垂直于vDv必定垂直于F、B，但F不一定垂直于B4來自宇宙的質(zhì)子流，以與地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一點(diǎn)，則這些質(zhì)子在進(jìn)入地球周圍

4、的空間時，將()A豎直向下沿直線射向地面B相對于預(yù)定地點(diǎn)，稍向東偏轉(zhuǎn)C相對于預(yù)定地點(diǎn)，稍向西偏轉(zhuǎn)D相對于預(yù)定地點(diǎn)，稍向北偏轉(zhuǎn)5在勻強(qiáng)磁場中，一帶電粒子沿著垂直磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向運(yùn)動現(xiàn)將該磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度增大為原來的2倍，則該帶電粒子受到的洛倫茲力()A變?yōu)樵瓉淼膃q f(1,4)B增大為原來的4倍C減小為原來的eq f(1,2)D增大為原來的2倍1如圖，在OX，OY，OZ組成的直角坐標(biāo)系中，電子沿著Y軸的正向運(yùn)動，它產(chǎn)生的磁場在Z軸上A處的方向是()AX方向BY方向CZ方向 D都不是2.在長直通電螺線管中通入變化的電流i(如圖所示電流的方向周期性改變)，并沿著其中心軸線OO的方向射入一顆速度為v

5、的電子，則此電子在螺線管內(nèi)部空間運(yùn)動的情況是()A勻速直線運(yùn)動B來回往復(fù)運(yùn)動C變速直線運(yùn)動 D曲線運(yùn)動3.如圖所示，在豎直絕緣的水平臺上，一個帶正電的小球以水平速度v0拋出，落在地面上的A點(diǎn)，若加一垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，小球仍能落到地面上，則小球的落點(diǎn)()A仍在A點(diǎn) B在A點(diǎn)左側(cè)C在A點(diǎn)右側(cè) D無法確定4.如圖所示，一個帶電荷量為q的小帶電體處于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，若小帶電體的質(zhì)量為m，為了使它對水平絕緣面恰好無壓力，應(yīng)該()A使B的數(shù)值增大B使磁場以速率veq f(mg,qB)向上移動C使磁場以速率veq f(mg,qB)向右移動D使磁場以速率veq f(mg,qB)

6、向左移動5一初速度為零的質(zhì)子，經(jīng)過電壓為1 880 V的電場加速后，垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為5.0104 T的勻強(qiáng)磁場中求質(zhì)子受到的洛倫茲力的大小(質(zhì)子質(zhì)量m1.671027 kg，g取10 m/s2)參考答案：小試牛刀：1.答案：A解析：根據(jù)左手定則，A中電荷所受洛倫茲力方向向下，A正確；B中電荷所受洛倫茲力方向向下，B錯誤；C中電荷運(yùn)動方向與磁場方向平行，不受洛倫茲力，C錯誤；D中電荷所受洛倫茲力方向垂直紙面向外，D錯誤2.答案B解析由安培定則知，電流在其下方產(chǎn)生的磁場方向指向紙外，由左手定則，質(zhì)子剛進(jìn)入磁場時所受洛倫茲力方向向上，則質(zhì)子的軌跡必定向上彎曲，C、D錯誤由于洛倫茲力方向始終與電荷

7、運(yùn)動方向垂直，故其運(yùn)動軌跡必定是曲線，B正確，A錯誤3.答案：B解析：本題考查公式FqvB中各物理量的關(guān)系，由左手定則可知FB，F(xiàn)v，B與v可以不垂直，故B正確，A、C、D錯誤4.答案：B解析：質(zhì)子帶正電，地球表面的地磁場方向由南向北，根據(jù)左手定則可判定，質(zhì)子自赤道上空的某一點(diǎn)豎直下落的過程中受到洛倫茲力的方向向東，故選項B正確5.答案：D解析：由洛倫茲力的公式FqvB可知，磁感應(yīng)強(qiáng)度增大為原來的2倍，帶電粒子受到的洛倫茲力也增大為原來的2倍當(dāng)堂檢測：1.答案：A解析：電子(帶負(fù)電)沿Y軸正方向運(yùn)動，形成的電流的方向沿Y軸負(fù)方向。根據(jù)安培定則，A處的磁場的方向沿X軸的負(fù)方向，所以選項A正確。2

8、.答案：A解析：通電螺線管內(nèi)部的磁場方向與軸線平行，故電子進(jìn)入螺線管后不受洛倫茲力，應(yīng)做勻速直線運(yùn)動。3.答案：C解析：小球在運(yùn)動中任一位置的受力如圖所示，小球此時受到了斜向上的洛倫茲力的作用，小球在豎直方向的加速度ayeq f(mgqvBcos ,m)g，故小球在空中做曲線運(yùn)動的時間將增加，同時水平方向上加速，故落點(diǎn)應(yīng)在A點(diǎn)的右側(cè)，選項C正確4.答案：D解析：為使小帶電體對水平絕緣面恰好無壓力，則應(yīng)使它受到的洛倫茲力與重力平衡，磁場不動而只增大B，靜止的小帶電體在磁場里不受洛倫茲力，選項A錯誤；磁場向上移動相當(dāng)于小帶電體向下運(yùn)動，受到的洛倫茲力向右，不可能平衡重力，故選項B錯誤；磁場以速率v向右移動，相當(dāng)于小帶電體以速率v向左運(yùn)動，此時洛倫茲力向下，也不可能平衡重力，故選項C錯誤；磁場以速率v向左移動，相當(dāng)于小帶電體以速率v向右運(yùn)動，此時洛倫茲力向上，當(dāng)qvBmg時，小帶電體對水平絕緣面恰好無壓力，則veq f(mg,qB)，故選項D正確5.答案：4.81017 N解析