人教版(新教材)高中物理選擇性必修2學(xué)案2：1 2磁場對運(yùn)動電荷的作用力

人教版(新教材)高中物理選擇性必修第二冊PAGEPAGE211.2磁場對運(yùn)動電荷的作用力〖學(xué)習(xí)目標(biāo)〗1.知道什么是洛倫茲力，會用左手定則判斷洛倫茲力的方向。2.掌握洛倫茲力公式的推導(dǎo)過程，會用公式分析求解洛倫茲力。3.了解電視顯像管的基本構(gòu)造和工作原理?！甲灾黝A(yù)習(xí)〗一、洛倫茲力的方向和大小1．洛倫茲力(1)定義：在磁場中受到的力。(2)洛倫茲力與安培力的關(guān)系：通電導(dǎo)體在磁場中所受的安培力是導(dǎo)體中運(yùn)動電荷所受洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，而洛倫茲力是安培力的本質(zhì)。2．洛倫茲力的方向(1)左手定則：伸開左手，使拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一個平面內(nèi)；讓磁感線從掌心垂直進(jìn)入，并使四指指向運(yùn)動的方向，這時拇指所指的方向就是運(yùn)動的在磁場中所受洛倫茲力的方向，負(fù)電荷受力的方向與正電荷受力的方向。(2)洛倫茲力方向的特點(diǎn)：F⊥B，F(xiàn)⊥v，即F垂直于B和v所決定的平面。3．洛倫茲力的大小(1)當(dāng)v與B成θ角時：F＝。(2)當(dāng)v⊥B時：F＝。(3)當(dāng)v∥B時：F＝。二、電視顯像管的工作原理1．構(gòu)造：如圖所示，由電子槍、和熒光屏組成。2．原理(1)電子槍。(2)電子束在磁場中。(3)熒光屏被電子束撞擊發(fā)光。3．掃描：在偏轉(zhuǎn)區(qū)的水平方向和豎直方向都有偏轉(zhuǎn)磁場，其方向、強(qiáng)弱都在，使得電子束打在熒光屏上的光點(diǎn)從上向下、從左向右不斷移動。4．偏轉(zhuǎn)線圈：使電子束偏轉(zhuǎn)的磁場是由產(chǎn)生的。〖新課學(xué)習(xí)〗一洛倫茲力的方向1．沒有磁場時，接通高壓電源可以觀察到什么現(xiàn)象？2．光束實(shí)質(zhì)上是什么？3．若在電子束的路徑上加磁場，可以觀察到什么現(xiàn)象？1．決定洛倫茲力方向的三個因素：電荷的正負(fù)、速度方向、磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向。當(dāng)電性一定時，其他兩個因素決定洛倫茲力的方向，如果只讓一個反向，則洛倫茲力必定反向；如果讓兩個同時反向，則洛倫茲力方向不變。2．洛倫茲力的特點(diǎn)：洛倫茲力的方向隨電荷運(yùn)動方向的變化而變化。但無論怎樣變化，洛倫茲力都與電荷運(yùn)動方向垂直，故洛倫茲力永不做功，它只改變電荷的運(yùn)動方向，不改變電荷的速度大小。3．用左手定則判定負(fù)電荷在磁場中運(yùn)動所受的洛倫茲力時，應(yīng)注意將四指指向負(fù)電荷運(yùn)動的反方向。二洛倫茲力大小1．洛倫茲力大小的推導(dǎo)(導(dǎo)線與磁場垂直的情況)如圖所示，設(shè)有一段長度為L的通電導(dǎo)線，垂直放入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中。若導(dǎo)線中的電流為I，則該導(dǎo)線所受的安培力大小為F安＝ILB。若導(dǎo)線的橫截面積為S，單位體積內(nèi)含有的自由電荷數(shù)為n，每個自由電荷的電荷量為q，定向移動的速度為v，則在時間t內(nèi)通過截面的電荷量Q＝nSvtq。由電流的定義知I＝eq\f(Q,t)＝eq\f(nSvtq,t)＝nSvq，這段導(dǎo)線內(nèi)含有的自由電荷數(shù)為N＝nSL。整段導(dǎo)線所受的安培力F安可看成是作用在每個運(yùn)動電荷上的洛倫茲力F的合力，即F安＝NF，則每個自由電荷所受洛倫茲力F的大小為F＝qvB。2．洛倫茲力與電場力的比較洛倫茲力電場力產(chǎn)生條件(1)電荷相對于磁場運(yùn)動(2)運(yùn)動方向與磁場方向不平行只要電荷在電場中，就一定受到電場力的作用大小F＝qvBsinθF＝qE受力方向垂直于B和v所決定的平面，但B和v不一定垂直沿著電場線的切