2019-2020年高三物理一轮复习 运动电荷在磁场中的受力导学案

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1、2019-2020年高三物理一轮复习运动电荷在磁场中的受力导学案【学习目标】1.会用左手定则判断洛伦兹力的方向.2.经历由安培力公式推导出洛伦兹力公式，由此体会两力的关系，会计算洛伦兹力的大小。3.了解电子束磁偏转的原理以及在电视显像管中的应用．【重点难点】1.利用左手定则判断洛伦兹力的方向2.掌握垂直进入磁场方向的带电粒子，受到洛伦兹力大小的计算3.理解洛伦兹力对运动电荷不做功【课前预习】一、洛伦兹力的方向和大小1．洛伦兹力：在磁场中受到的力．2．方向判定：伸开左手，使拇指与其余四个手指，并且都与手掌在同一个；让磁感线从掌心进入，并使四

2、指指向电荷运动的方向，这时就是运动的正电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向．负电荷受力的方向与正电荷受力的方向．3．大小计算：电荷量为q的粒子以速度v运动时，如果速度方向与磁感应强度方向，那么粒子所受的洛伦兹力为F＝.在一般情况下，当电荷运动的方向与磁场的方向夹角为θ时，电荷所受的洛伦兹力为F＝。二、电视显像管的工作原理电视显像管应用了电子束的道理．在偏转区的水平方向和竖直方向都有偏转磁场，其方向、强弱都在不断变化，因此电子束打在荧光屏上的光点不断移动，这在电视技术中叫做.【课中学习】一、掌握洛伦兹力的方向[问题设计]　如图所示，我们用阴极射线

3、管研究磁场对运动电荷的作用，不同方向的磁场对电子束径迹有不同影响．那么电荷偏转方向与磁场方向、电子运动方向的关系满足怎样的规律？[要点提炼]1．洛伦兹力的方向可以根据来判断，四指所指的方向为的运动方向(或为负电荷运动的)，拇指所指的方向就是运动的正电荷(负电荷)在磁场中所受的方向．负电荷受力的方向与同方向运动的正电荷受力的方向．2．洛伦兹力的方向与电荷运动方向和磁场方向都，即洛伦兹力的方向总是垂直于所决定的平面(但v和B的方向垂直)．当电荷运动方向与磁场方向不垂直时，应用左手定则不可能使四指指向电荷运动方向的同时让磁感线垂直穿入手心，这时

4、只要磁感线从手心穿入即可。3．由于洛伦兹力方向始终与电荷运动方向垂直，因此洛伦兹力对电荷(填“做功”或“不做功”)，洛伦兹力只改变电荷速度的而不改变其速度的．例1下列图中各带电粒子所受洛伦兹力的方向或带电粒子的带电性的判断正确的是(　　)A．洛伦兹力方向竖直向上B．洛伦兹力方向垂直纸面向里C．粒子带负电D．洛伦兹力方向垂直纸面向外二、理解、掌握洛伦兹力的大小[问题设计]1.在磁感应强度B的匀强磁场中，垂直于磁场放入一段通电导线。若任意时刻该导线中有N个以速度v做定向移动的电荷，每个电荷的电量为q。则每个电荷所受的洛伦兹力f＝____，该段

5、导线所受的安培力为F＝______。2.一段粗细均匀的导体长为L，横截面积为S，如图所示，导体单位体积内的自由电子数为n，电子电荷量为e，通电后，电子定向运动的速度大小为v．若在垂直导体的方向上加一个空间足够大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，试根据导体所受安培力推导出导体中某一自由电子所受的洛伦兹力大小的表达式．[要点提炼]1．洛伦兹力与安培力的关系：安培力是导体中所有定向移动的自由电荷受到的洛伦兹力的表现．而洛伦兹力是安培力的本质．2．洛伦兹力的大小：F＝，θ为电荷运动的方向与磁感应强度方向的夹角．(1)当电荷运动方向与磁场方向垂直时：

6、F＝；(2)当电荷运动方向与磁场方向平行时：F＝；(3)当电荷在磁场中静止时：F＝.例2　如图所示，各图中的匀强磁场的磁感应强度均为B，带电粒子的速率均为v，带电荷量均为q.试求出图中带电粒子所受洛伦兹力的大小，并指出洛伦兹力的方向．三、了解电视显像管的工作原理(阅读课本)【当堂检测】1.来自宇宙的电子流，以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点，则这些电子在进入地球周围的空间时，将（）A．竖直向下沿直线射向地面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2.图中a、b、c、d为四根与纸面垂直的长直导线

7、，其横截面位于正方形的四个顶点上，导线上通有大小相同的电流，方向如图所示．一带正电的粒子从正方形中心O点沿垂直于纸面的方向向外运动，它所受洛伦兹力的方向是(　　)A．向上　　　　　　　　　B．向下C．向左D．向右3.如图所示，带电小球在匀强磁场中沿光滑绝缘的圆弧形轨道的内侧来回往复运动，它向左或向右运动通过最低点时（　　）A．速度相同　　　　　　　　B．加速度相同C．所受洛伦兹力相同　　　　D．轨道给它的弹力相同4.如图所示，一个带正电q的小带电体处于垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B，若小带电体的质量为m，为了使它对水平绝缘面正好

8、无压力，应该（  ）A．使B的数值增大B．使磁场以速率v＝，向上移动C．使磁场以速率v＝，向右移动D．使磁场以速率v＝，向左移动【课后作业】1．在以下几幅图中，对洛伦兹力的方向判断正确的是(