高中物理人教版1第三章磁場第5節(jié)運動電荷在磁場中受到的力 同課異構

第三章磁場運動電荷在磁場中受到的力【教學目標】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、掌握垂直進入磁場方向的帶電粒子,受到洛倫茲力大小的計算.重點：利用左手定則判斷洛倫茲力的方向難點：利用左手定則判斷洛倫茲力的方向【自主預習】1、洛倫茲力的方向和大小（1）、洛倫茲力：（2）、洛倫茲力方向的判斷——左手定則伸開手，使大拇指和其余四指且處于內(nèi)，把手放入中，讓磁感線穿入手心，若四指指向電荷運動的方向，那么方向就是正電荷所受洛倫茲力的方向；負電荷受力的方向與正電荷相反.洛倫茲力的方向始終與速度方向垂直，故洛倫茲力始終不做功（3）、洛倫茲力的大?。╝）當粒子運動方向與磁感應強度平行時（v判斷下列圖中帶電粒子所受洛倫茲力的方向向上的是()2.在高真空的玻璃管中，封有兩個電極，當加上高電壓后，會從陰極射出一束高速電子流，稱為陰極射線．如在陰極射線管的正上方平行放置一根通以強電流的長直導線，其電流方向如圖3－5－5所示．則陰極射線將會()A．向上偏斜B．向下偏斜C．向紙內(nèi)偏斜D．向紙外偏斜3.如圖2所示，光滑的水平桌面放在方向豎直向下的勻強磁場中，桌面上平放著一根一端開口、內(nèi)壁光滑的試管，試管底部有一帶電小球．在水平拉力F作用下，試管向右勻速運動，帶電小球能從試管口處飛出，關于帶電小球及其在離開試管前的運動，下列說法中正確的是()A．小球帶正電B．小球運動的軌跡是拋物線C．洛倫茲力對小球做正功D．維持試管勻速運動的拉力F應逐漸增大4．如右圖所示，磁場方向、電荷的運動方向、電荷所受洛倫茲力的方向兩兩垂直，則正確的是()5．如圖5所示，在真空中，水平導線中有恒定電流I通過，導線的正下方有一質(zhì)子初速度方向與電流方向相同，則質(zhì)子可能的運動情況是()A．沿路徑a運動B．沿路徑b運動C．沿路徑c運動D．沿路徑d運動6.每時每刻都有大量帶電的宇宙射線向地球射來，地球磁場可以有效地改變這些射線中大多數(shù)帶電粒子的運動方向，使它們不能到達地面，這對地球上的生命有十分重要的意義．假設有一個帶正電的宇宙射線粒子正垂直于地面向赤道射來(如圖6所示，地球由西向東轉，虛線表示地球自轉軸，上方為地球北極)，在地球磁場的作用下，它將()A．向東偏轉B．向南偏轉C．向西偏轉D．向北偏轉7．圖7所示是電子射線管示意圖．接通電源后，電子射線由陰極沿x軸方向射出，在熒光屏上會看到一條亮線．要使熒光屏上的亮線向下(z軸負方向)偏轉，則下列措施中可采用的是()A．加一磁場，磁場方向沿z軸負方向B．加一磁場，磁場方向沿y軸正方向C．加一電場，電場方向沿z軸負方向D．加一電場，電場方向沿y軸正方向8．如圖8所示，一帶負電的質(zhì)點在固定的正的點電荷作用下繞該正電荷做勻速圓周運動，周期為T0，軌道平面位于紙面內(nèi)，質(zhì)點的速度方向如圖中箭頭所示，現(xiàn)加一垂直于軌道平面的勻強磁場，已知軌道半徑并不因此而改變，則()A．若磁場方向指向紙里，質(zhì)點運動的周期將大于T0B．若磁場方向指向紙里，質(zhì)點運動的周期將小于T0C．若磁場方向指向紙外，質(zhì)點運動的周期將大于T0D．若磁場方向指向紙外，質(zhì)點運動的周期將小于T09．如圖9所示，連接兩平行金屬板的導線的一部分CD與另一回路的一段導線GH平行且均在紙面內(nèi)，金屬板置于磁場中，磁場方向垂直于紙面向里，當一束等離子體射入兩金屬板之間時，CD段導線受到力F的作用．則()A．若等離子體從右方射入，F(xiàn)向左B．若等離子體從右方射入，F(xiàn)向右C．若等離子體從左方射入，F(xiàn)向左D．若等離子體從左方射入，F(xiàn)向右10．如圖10所示，一個帶正電荷的小球沿水平光滑絕緣的桌面向右運動，飛離桌子邊緣A，最后落到地板上．設有磁場時飛行時間為t1，水平射程為x1，著地速度大小為v1；若撤去磁場，其余條件不變時，小球飛行時間為t2，水平射程為x2，著地速度大小為v2.則下列結論不正確的是()A．x1>x2B．t1>t2C．v1>v2D．v1和v2相等11．有一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的小球停在絕緣平面上，并處在磁感應強度為B、方向垂直于紙面向里的勻強磁場中，如圖所示，為了使小球飄離平面，勻強磁場在紙面內(nèi)移動的最小速度應為多少?方向如何？12.豎直的平行金屬板A、B相距d，板長為l，板間電壓為U.垂直紙面向里的磁感應強度為B的勻強磁場分布在兩板之間，如圖11所示．一帶電荷量為＋q、質(zhì)量為m的油滴從上方下落并從兩板中央P點進入板內(nèi)空間．已知剛進入時靜電力恰等于磁場力，最后油滴從一板的下端點離開，求油滴離開場區(qū)時速度的大?。?3．如圖12所示，在磁感應強度為B的勻強磁場中，有一與磁感線垂直且水平放置的長為L的擺線，拉一質(zhì)量為m、帶電荷量為＋q的擺球．試求擺球向左通過最低位置時繩上的拉力F.答案：1.答案B解析地球表面地磁場方向由南向北，質(zhì)子帶正電．根據(jù)左手定則可判定，質(zhì)子在赤道上空豎直下落過程中受到的洛倫茲力方向向東．故選B.2.答案C解析因帶電油滴a靜止，故a不受洛倫茲力作用，只受重力和靜電力作用；根據(jù)平衡條件可知油滴一定帶負電，設油滴帶電荷量為q，則Ga＝qE①帶電油滴b除受重力和豎直向上的靜電力作用外，還受到豎直向下的洛倫茲力F洛，因做勻速運動，故根據(jù)平衡條件可得Gb＝qE－F洛②帶電油滴c除受重力和豎直向上的靜電力作用外，還受到豎直向上的洛倫茲力F洛，因做勻速運動，故根據(jù)平衡條件可得Gc＝qE＋F洛③比較①②③式可以看出Gc>Ga>Gb，選項C正確．帶電粒子在復合場中做什么運動，取決于帶電粒子所受的合外力及其初始狀態(tài)的速度，因此應把帶電粒子的運動情況和受力情況結合起來進行分析，當帶電粒子在復合場中所受的合外力為零時，帶電粒子做勻速直線運動或靜止.例3.答案ABD解析小球在豎直方向上向上運動，說明洛倫茲力的一個分力的方向一定向上并且大于自身的重力，根據(jù)左手定則可以判斷小球帶正電；豎直方向上做勻加速運動，水平方向上做勻速運動，所以小球的合運動為類平拋運動；小球受到的洛倫茲力的方向和運動方向垂直，不做功．課后練習1.答案A解析A圖中帶電粒子受力方向向上；B圖中帶電粒子受力方向向外；C圖中帶電粒子受力方向向左；D圖中帶電粒子受力方向向里．2.答案A3.答案ABD解析：洛倫茲力的方向始終和帶電粒子的運動方向垂直，帶電粒子受到的洛倫茲力對粒子不做功，不會改變粒子的速度大小，只會改變粒子的速度方向.4.答案D5.答案B解析由安培定則，電流在下方產(chǎn)生的磁場方向指向紙外，由左手定則，質(zhì)子剛進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，因此C、D必錯；由于洛倫茲力方向始終與電荷運動方向垂直，故其運動軌跡必定是曲線，則B正確，A錯誤．6.答案A解析地球表面地磁場方向由南向北，帶正電的粒子自赤道上空下落過程所受洛倫茲力可由左手定則判知向東，故A正確．7.答案B解析若加一磁場，電子受到洛倫茲力的作用，亮線向下偏轉，說明洛倫茲力方向向下，又因電子沿x軸正向射出，由左手定則知磁場方向應沿y軸正方向，A錯，B對；若加一電場電子應受到向下的靜電力作用，故電場方向沿z軸正向，C、D均錯．8.答案AD解析若磁場方向指向紙里，由左手定則可判斷洛倫茲力方向與庫侖力方向相反，則帶負電粒子做圓周運動的向心力減小，由于半徑不變，其速度減小，周期變大，故A對B錯；若磁場方向指向紙外，洛倫茲力與庫侖力方向相同，其速度要增大，周期變小，故C錯D對．9.答案AD解析等離子體指的是整體顯電中性，內(nèi)部含有等量的正、負電荷的氣態(tài)離子群體．當?shù)入x子體從右方射入時，正、負離子在洛倫茲力的作用下將分別向下、上偏轉，使上極板的電勢低于下極板，從而在外電路形成由D流向C的電流，這一電流處在通電導線GH所產(chǎn)生的磁場中，由左手定則可知，它受到的安培力的方向向左，所以A項對，B項錯；同理可分析得知C項錯，D項對．10.答案C11.12.答案eq\r(2gl＋\f(U2,B2d2)＋\f(qU,m))解析帶電體在場區(qū)的