3.5磁场对运动电荷的作用力精品学案

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1、选修3-1第三章3．5(1)磁场对运动电荷的作用基本内容1．运动电荷在磁场中受到的作用力，叫做。　2．洛伦兹力的方向的判断──左手定则：让磁感线手心，四指指向的方向，或负电荷运动的，拇指所指电荷所受的方向。3．洛伦兹力的大小:洛伦兹力公式　。4．洛伦兹力对运动电荷，不会电荷运动的速率。5．显像管中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。例题点拨训练加固．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.[课堂练习]1.试判断下列各图带电粒子所受洛仑兹力

2、的方向、或磁场的方向、或粒子运动方向(F,v,B两两垂直)2.电子的速率v=3.0×106m/s，沿着与磁场垂直的方向射入B=0.10T的匀强磁场中，它受到的洛伦兹力是多大？3、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，若不计重力，则（）A．带电粒子速度大小改变；B．带电粒子速度方向改变；C．带电粒子速度大小不变；D．带电粒子速度方向不变。第8页共8页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地面B.相对于预定地

3、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3．5(2)磁场对运动电荷的作用【训练1】如右图所示，一个质量m=0.1g的小滑块，带有q=5×10-4C的电荷放置在倾角α=30°的光滑斜面上（绝缘），斜面置于B=0.5T的匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面向里，小滑块由静止开始沿斜面滑下，其斜面足够长，小滑块滑于某一位置时，要离开斜面.求：（1）小滑块带何种电荷？（2）小滑块离开斜面的瞬时速度是多大？（3）该斜面的长度至少多长？（g取10m/s2）【训练2】如图所示，A、B两绝缘物体叠放在粗糙的水平

4、面上，地面上方存在如图所示的匀强磁场，A物体带有正电荷，现使Ａ、Ｂ两个物体以初速度v０向右相对静止的运动，则（）A．A、B两物体间的摩擦力大小不变 B．地面对B物体的摩擦力不断增大 C．A、B两物体间的摩擦力不断增大 D．地面与B间的摩擦力不断减少 一、速度选择器1.粒子受力特点：同时受方向相反的电场力和磁场力作用。2.粒子匀速通过速度选择器的条件：电场力和洛伦兹力平衡：qE=qvB，v=E/B速度大小只有满足v=E/B的粒子才能沿直线匀速通过。例1、在图所示的平行板之间，电场强度E和磁感应强度B相互垂直，具有不

5、同水平速度的带电粒子射入后发生偏转的情况不同。这种装置能把具有某一特定速度的粒子选择出来，所以叫做速度选择器.若带正电粒子入射速度则下列说法正确的是()A.粒子动能一定增加，电场力做正功B.粒子所受洛伦兹力一定增大，洛伦兹力做正功C.粒子动能一定减少，洛伦兹力不做功D.电场力不做功，洛伦兹力做正功注意：　　(1).速度选择器两极板间距离极小，粒子稍有偏转，即打到极板上。　　(2).速度选择器对正、负电荷均适用。第8页共8页　　(3).速度选择器中的E、B的方向具有确定的关系，仅改变其中一个方向，就不能对速度做出选

6、择。　　(4).速度选择器只能单向选择，如上图中粒子从右侧进入会受到相同方向的电场力和洛伦玆力而打到板上二、磁流体发电机磁流体发电机原理：等离子体喷入磁场B，正、负离子在洛伦兹力作用下发生上下偏转而聚集到A、B板上，产生电势差。设板间距离为d，当等离子体以速度v匀速通过A、B板间时，A、B板上聚集的电荷最多，板间电势差最大，即为电源电动势。此时离子受力平衡：E场q=Bqv，即E场=Bv，故电源电动势E=E场d=Bdv。例2.目前世界上正在研究新型发电机——磁流体发电机，它的原理图如图所示，设想在相距为d的两平行金

7、属板间有磁感应强度为B的匀强磁场，两板通过开关和灯泡相连。将气体加热到使之电离后，由于正、负离子一样多，且带电荷量均为q，因而称为等离子体，将其速度v喷入甲、乙两板之间，这时甲、乙两板就会聚集电荷，产生电压，这就是磁流体发电机的原理，它可以直接把内能转化为电能。试问：(1)图中哪个极板是发电机的正极？(2)发电机的电动势多大？(3)设喷入两极间的离子流每立方米有n个负电荷，离子流的横截面积为S，则发电机的最大功率多大？三、电磁流量计电磁流量计原理：如图所示，一圆形导管直径为d，用非磁性材料制成，其中有可以导电的液

8、体向左流动，导电液体中的自由电荷在洛伦兹力作用下横向偏转，a、b间出现电势差。当自由电荷所受电场力和洛伦兹力平衡时，a、b间的电势差保持稳定。由例3.电磁流量计广泛应用于测量可导电流体(如污水)在管中的流量(在单位时间内通过管内横截面的流体的体积)。为了简化，假设流量计是如图所示的横截面为长方形的一段管道，其中空部分的长、宽、高分别为图中a、b、c，流量计的两端与输送流体