第五节《运动电荷在磁场中受到的力》
预习案
两个带电粒子以相同的速度垂直磁感线方向进入同一匀强磁场,两粒子质量之比为1:4,电量之比为1:2,则两带电粒子受洛仑兹力之比为( ) A、2:1 B、1:1 C、1:2 D、1:4
3、电子以速度v0垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中,则 1.阴极射线管接到高压电源后, 会发射 ,电子在 作用下飞向 ,电子飞过挡板上的扁平狭缝后形成一个 。长条型的荧光板在阳极 , 掠射到荧光板上,显示出 。
2.洛伦兹力是 。 3.洛伦兹力的方向的判断──左手定则:
4.洛伦兹力的大小: 。
5.洛伦兹力的特点: 6.显像管的工作原理 (1)构造: (2)工作原理:
(3)使电子束偏转的磁场是由两对线圈产生的,叫做偏转线圈。为了与显像管的管颈贴在一起,偏转线圈做成 。(参阅课本98页)
【预习自测】
1、试判断图中所示的带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向.
2、
( )
A.磁场对电子的作用力始终不做功 B.磁场对电子的作用力始终不变 C.电子的动能始终不变
D.电子的速度始终不变
4、下列说法正确的是:
A.运动电荷在磁感应强度不为零的地方,一定受到洛伦兹力作用
B.运动电荷在某处不受洛伦兹力作用,则该处的磁感应强度一定为零
C.洛伦兹力可以改变带电粒子的动能
D.洛伦兹力对带电粒子不做功
探究案
【回顾复习】:
1、安培力的定义: (1)方向的判断: (2)大小的计算: 2、电流是如何形成的? 【课内探究】:
一、阴极射线在磁场中的偏转 1、 实验现象:
2、 实验结论:
二、洛伦兹力 1、定义:
2、方向的判断——左手定则 内容: 《运动电荷在磁场中受到的力》 编写者:邵东川 审核者:张勇
(1)电流强度I。
(2)通电导线所受的安培力。
(3)这段导线内的自由电荷数。
(4)每个电荷所受的洛伦兹力。
【变式训练】: 试判断各图中带电粒子受洛伦兹力的方向,或带电粒子的电性、或带 点粒子的运动方向。
若速度v与磁场B的方向夹角为θ,F的表达式又如何? 洛伦兹力的大小F= ( θ为V与B的夹角)
(1)V =0时,F = ,即磁场对静止电荷没有力的作用。 (2)θ =0 ( V∥B)时,F = 。 (3)θ = 90°( V⊥B)时, F= 3、洛伦兹力的特点:
(1)、
、当一带正电q的粒子以速度v沿螺线管中轴线进入该通电螺线管,若不计(2)、 【例3】
重力,则 [ ] 【例2】、在只受洛伦兹力的条件下,关于带电粒子在匀强磁场中的运动,下列说法中正
A.带电粒子速度大小改变; 确的是( )
B.带电粒子速度方向改变; A、洛伦兹力既改变带电粒子的速度方向,也改变其速度的大小。
C.带电粒子速度大小不变; B、洛伦兹力只改变带电粒子运动方向;
D.带电粒子速度方向不变。 C、洛伦兹力始终与速度垂直,所以洛伦兹力不做功;
二、应用 D、洛伦兹力始终与速度垂直,所以粒子在运动过程中的动能保持不变。
1、电视显像管的工作原理 反思:
(1)主要构造:
(2)合作探究: 4、洛伦兹力的大小
【例1】: 试判断下图中的带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向
B v
v v v v f f 探究洛伦兹力大小的表达式:
设有一段长为L,横截面积为S的直导线,单位体积内的自由电荷数为n,每个自由电荷的电荷量为q,自由电荷定向移动的速率为v。这段通电导线垂直磁场方向放入磁感应强度为B的匀强磁场中,求
若要使电子束在水平方向偏离中心,打在荧光屏上的A点,偏转磁场应该沿什么方向?
若要使电子束打在B点,磁场应该沿什么方向?
《运动电荷在磁场中受到的力》 编写者:邵东川 审核者:张勇
若要使电子束打在荧光屏上的位置由B逐渐向A点移动,偏转磁场应该怎样变化?
(B)【例4】、来自宇宙的质子流,以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点,则这些质子在进入地球周围的空间时,将( )
A.竖直向下沿直线射向 B.相对于预定地面向东偏转 C.相对于预定点稍向西偏转 D.相对于预定点稍向北偏转
A、向上偏 B、向下偏 C、向纸内偏 D、向纸外偏
7、课后习题
训练案
1、如图所示,带电粒子所受洛伦兹力方向垂直纸面向外的是 ( )
正确的是 ( )2、有关电荷所受电场力和洛伦兹力的说法中,
A.电荷在磁场中一定受洛伦兹力的作用 B.电荷在电场中一定受电场力的作用
C.电荷受电场力的方向与该处的电场方向一致
D.电荷若受洛伦兹力,则洛伦兹力方向与该处的磁场方向垂直
3.带电荷量为+q的粒子在匀强磁场中运动,下面说法中正确的是( ) 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、大小不变,则洛伦兹力的大小不变
C.洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直,磁场方向一定与电荷运动方向垂直 D.粒子只受到洛伦兹力的作用.不可能做匀速直线运动
4、关于带电粒子所受洛仑兹力F、磁感应强度B和粒子速度v三者之间的关系,下列说法中正确的是( )
A、F、B、v三者必定均相互垂直
B、F必定垂直于B、v,但B不一定垂直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,但F不一定垂直于B
5、电子以4×106m/s的速率垂直 射入磁感应强度为0.5T的匀强磁场中,受到的洛伦兹力为 N,如果电子射入磁场时的速度v与B的方向间的夹角是30°,则电子所受的洛伦兹力为 N
6、如图所示,在电子射线管上方平行放置一通有自左向右电流的长直导线,则电子射线将( )
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