高中物理 3.5 运动电荷在磁场中受到的力学案新人教版选修 .doc

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1、第三章磁场第五节运动电荷在磁场中受到的力【学习目标】1、说明为什么安培力是洛伦兹力的宏观表现2、会用公式F=qvB计算洛伦兹力大小，会用左手定则判断洛伦兹力的方向3、解释为什么洛伦兹力对电荷不做功4、了解电视机显像管的工作原理。预习案一、回顾复习前面我们学习了磁场对电流的作用力，下面思考两个问题：1．如图判定安培力的方向若已知上图中：B＝4.0×10－2T，导线长L＝10cm，I＝1A。求：导线所受的安培力大小？2.导体中的在的作用下做有规则的定向运动就形成了电流。二、新课了解磁场对电流有力的作用，电流是由电荷的定向移动

2、形成的，这个力是作用在运动电荷上的，而安培力是作用在运动电荷上的力的宏观表现。观察磁场阴极射线在磁场中的偏转(95页图3.51)电子射线管的原理：说明阴极射线是灯丝加热放出电子，电子在加速电场的作用下高速运动而形成的电子流，轰击到长条形的荧光屏上激发出荧光，可以显示电子束的运动轨迹，磁铁是用来在阴极射线周围产生磁场的，还应明确磁场的方向。实验现象结论：电子射线管发出的电子束，下图甲中的径迹是．把电子射线管放在蹄形磁铁的磁场中，如图所示，电子束的径迹向发生了偏转，若调换磁铁南北极的位置，则电子束的径迹会向偏转．洛伦兹力的方

3、向和大小(1)洛伦兹力的定义：通电导线在磁场中所受安培力是洛伦兹力的宏观表现。运动电荷在磁场中受到洛伦兹力的作用，那么洛伦兹力的方向如何判断呢？如图(2)洛伦兹力的方向——左手定则伸开左手，使大拇指与其余四指垂直且处于同一平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，若四指指向运动的方向，那么拇指所受的方向就是的方向；若四指指向负电荷运动的反方向，那么拇指所指的方向就是负电荷所受洛伦兹力的方向。特别提醒：洛伦兹力的方向总是垂直于B和v决定的平面．B与v可以垂直，可以不垂直。因为洛伦兹力方向总是与速度方向垂直，所以洛伦兹力

4、一个重要特点就是对带电粒子不做功，它只会改变速度的方向而不会改变速度的大小．正电荷运动方向应与左手四指指向一致，负电荷运动方向则应与左手四指指向相反(先确定负电荷形成电流的方向，再用左手定则判定)。探究案学始于疑——我思考，我收获探究1洛伦兹力演示实验：观察阴极射线在磁场中的偏转①说明电子射线管的原理②实验现象：（1）在没有磁场时：（2）在有磁场时：③结论：3．洛伦兹力的定义：洛伦兹力和安培力的关系探究2洛伦兹力的方向1．运动的带电粒子所受洛伦兹力方向与、都垂直，也可以由判定。2．左手定则的内容：探究三洛伦兹力的大小1．

5、推导洛伦兹力大小的计算公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请写出导线中电流I的微观表达式I=②这段导体所受的安培力为多大？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？据洛伦兹力和安培力的关系得：2．总结（1）v∥B时,洛伦兹力F=；（2）v⊥B时,洛伦兹力F=；（3）v=0时,洛伦兹力F=。探究4洛伦兹力做功根据洛伦兹力的方向与带电粒

6、子运动方向的关系，请你推测：洛伦兹力对带电粒子运动的速度有什么影响？洛伦兹力对带电粒子做的功是多少？探究5电视显像管的工作原理1．主要构造：、、等。2．工作原理显像管中有一个，工作时它能发射，荧光屏被电子束撞击就能发光。可是，很细的一束电子打在荧光屏上只能使发光，而实际上要使整个屏幕发光，是利用使电子束偏转了。我的收获（反思静悟，体验成功）训练案当堂检测1．关于带电粒子所受洛伦兹力F和磁感应强度B及粒子速度v三者之间关系，下列说法中正确的是A．F、B、v三者必定均保持垂直B．F必定垂直于B、v，但B不一定垂直于vC．B必

7、定垂直于F、v，但F不一定垂直于vD．v必定垂直于F、B，但F不一定垂直于B2．试判断下列图中各带电粒子所受洛仑兹力的方向、或带电粒子的电性、或带电粒子的运动方向3．如右图所示，从电子射线管的阴极A（与电源的负极相连）发射出的电子束经过图示的磁场时由于受到洛伦兹力的作用，电子束将（选填“向上”、“向下”或“不”）偏转。4．一个长螺线管中通有电流，把一个带电粒子沿中轴线方向射入（若不计重力影响），粒子将在管中A．做圆周运动B．沿轴线来回运动C．做匀加速直线运动D．做匀速直线运动5．来自宇宙的电子流，以与地球表面垂直的方向射

8、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