高中物理 3.5 运动电荷在磁场中受到的力教学案新人教版选修.doc

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1、运动电荷在磁场中受到的力教学主题】3.5运动电荷在磁场中受到的力【教学目标】1.会用左手定则判断洛伦兹力的方向2.会计算洛伦兹力的大小【知识梳理】1、洛伦兹力的方向和大小（1）、洛伦兹力：（2）、洛伦兹力方向的判断——左手定则伸开手，使大拇指和其余四指且处于内，把手放入中，让磁感线穿入手心，若四指指向电荷运动的方向，那么方向就是正电荷所受洛伦兹力的方向；负电荷受力的方向与正电荷相反.洛伦兹力的方向始终与速度方向垂直，故洛伦兹力始终不做功（3）、洛伦兹力的大小（a）当粒子运动方向与磁感应强度平行时（v//B）F=（b）当粒子运动

2、方向与磁感应强度垂直时（v┴B）F=（c）当粒子运动方向与磁感应强度方向成θ时F=2、显像管的工作理（1）原理：（2）构造：由、、等组成学习过程1.知识点一洛仑兹力的定义⑴磁场对运动电荷的作用力叫洛仑兹力。⑵安培力是大量电荷所受洛仑兹力的宏观体现。[观察实验]演示阴极射线在磁场中的偏转现象。1）不加磁场2）射线与磁场垂直磁场对电流有安培力，而电流是电荷定向移动形成的，故磁场对运动电荷有作用力。大量电荷洛仑兹力集中表现成宏观的安培力。2.知识点二洛仑兹力的大小问题1：如何定量描述洛仑兹力的大小？可以建立如下的电流物理模型，推导出

3、洛伦兹力的计算式：宏观微观设有一段长度为L的通电导线，横截面积为S，导线每单位体积中含有的自由电荷数为n，每个自由电荷的电量为q，定向移动的平均速率为v，将这段导线垂直于磁场方向放入磁感应强度B的匀强磁场中1.这段导线中电流I的微观表达式是多少？I=2.这段导体所受的安培力为多大？F=3.这段导体中含有多少自由电荷数？N=4.每个自由电荷所受的洛伦兹力大小为多大？从微观角度看，导体中运动的电荷受洛仑兹力作用，所有运动电荷受洛仑兹力的总体效应表现为导线受的安培力，设每个运动电荷的洛仑兹力为f，由此必然有：v+qf=（引导学生分析

4、f=qvB的适用条件）问题2：①f=qvB的适用条件如何？②当电荷速度V的方向与磁感应强度B的方向平行时，洛伦兹力f又怎样？③运动电荷在磁场中一定受洛仑兹力的作用吗？为什么？（实验观察阴极射线∥B现象）结论：①当电荷运动方向与磁场方向平行时，运动电荷虽然在磁场中，但不受洛仑兹力作用②当电荷运动方向与磁场方向垂直时，运动电荷受洛仑兹力最大fmax=qvB。【教师释疑】一般我们只要求计算垂直入射情况下洛仑兹力的大小，了解以一般角度射入磁场，洛仑兹力介于0与fmax之间。电荷受到的洛仑兹力为零的可能情况①静止②∥B。【典型例题】例1

5、.电子的速率v=3×106m/s，垂直射入B=0.10T的匀强磁场中，它受到的洛伦兹力是多大？例2.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，一定受到洛仑兹力的作用B、运动电荷在某处不受洛仑兹力，则该处的磁感应强度一定为零C、电荷受到洛仑兹力，该电荷一定是运动的D、电荷受到洛仑兹力，该电荷相对磁场一定是运动的3.知识点三洛仑兹力的方向洛仑兹力的方向也可以由左手定则判定例3.用安培定则判断安培力的方向，探究用安培定则判断洛伦兹力的方向vvff当堂检测选择题：1、关于带电粒子所受洛仑兹力f、磁感应强度B和粒子速度

6、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vC、B必定垂直于f，但f不一定垂直于vD、v必定垂直于f，但f不一定垂直于B2、有关电荷受电场力和洛仑兹力的说法中，正确的是（）A、电荷在磁场中一定受磁场力的作用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电场方向垂直D、电荷若受磁场力，则受力方向与该处磁场方向垂直3、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

7、、2：1B、1：1C、1：2D、1：44、如图所示，在电子射线管上方平行放置一通电长直导线，则电子射线将（）A、向上偏B、向下偏C、向纸内偏D、向纸外偏5、图所示为一速度选择器，内有一磁感应强度为B，方向垂直纸面向外的匀强磁场，一束粒子流以速度v水平射入，为使粒子流经磁场时不偏转（不计重力），则磁场区域内必须同时存在一个匀强电场，关于这处电场场强大小和方向的说法中，正确的是（）A、大小为B/v，粒子带正电时，方向向上B、大小为B/v，粒子带负电时，方向向上C、大小为Bv，方向向下，与粒子带何种电荷无关D、大小为Bv，方向向上，

8、与粒子带何种电荷无关