运动电荷在磁场中受到的力三案合一

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（ ）