运动电荷在磁场中的受到的力.doc

3.5运动电荷在磁场中的受到的力
一、学习目标：
1、知道什么是洛伦兹力。
2、利用左手定则会判断洛伦兹力的方向，理解洛伦兹力对电荷不做功。[来源: 3、掌握洛伦兹力大小的推理过程。
4、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。
5、了解电视机显像管的工作原理。
二、自主学习：
（一）导学提纲：
1、磁场对通电导线有力的作用，电流是由电荷的定向移动形成的；由此我们会想到：磁场对运动电荷有力的作用吗？

2、洛伦兹力的方向与哪些因素有关？

3、洛伦兹力的方向可以用左手定则来判断吗？

4、安培力和洛伦兹力的关系是什么？

5、如何用左手定则来判断洛伦兹力的方向？注意点？

6、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不做功？

7、设置情境：如图所示，一段长L，横截面积为S的导线垂直放入磁感应强度为B匀强磁场中。若已知导线中单位体积内有n个电荷，每个电荷的带电量为q，导线中通电流I时，电荷运动的平均速率为。求每个电荷所受洛伦兹力为多大？

8、仿照安培力的大小，我们可以知道：
当时，洛伦兹力
当时，洛伦兹力
当与B成角，
9、思考课本97页中的思考与讨论。

（二）基础演练：
1、 判断电荷所受洛伦兹力的方向。
2、一个电子穿过某一空间而未发生偏转，则（ ）
A．此空间一定不存在磁场
B．此空间可能有方向与电子速度平行的磁场
C．此空间可能有磁场 ，方向与电子速度垂直
D．以上说法都不对,xx
4、电子以速度v0垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，则（ ）
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．电子的动量始终不变
5、有关电荷所受电场力和洛伦兹力的说法中，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[来源:学+科+网Z+X+X+K]
C．电荷受电场力的方向与该处的电场方向一致[来源:学科网ZXXK]
D．电荷若受磁场力，则受力方向与该处的磁场方向垂直[来源:学科网]
第6题
6、电子束以一定的初速度沿轴线进入螺线管内，螺线管中通以方向随时间而周期性变化的电流，如图所示，则电子束在螺线管中做（　 　）
A．匀速直线运动　　　　　 B．匀速圆周运动
C．加速减速交替的运动　　 D．来回振动
三、课堂互动
【典型例题】
例1、关于安培力、电场力和洛伦兹力，下列说法正确的是（ ）
A．电荷在电场中一定受电场力作用，电荷在磁场中一定受洛伦兹力作用
B．电荷所受电场力一定与该处电场方向一致，电荷所受的洛伦兹力不一定与磁场方向垂直
C．安培力和洛伦兹力的方向均可用左手定则判断
D．安培力和洛伦兹力本质上都是磁场对运动电荷的作用，安培力可以对通电导线做功，洛伦兹力对运动电荷也做功
+
v
B
-
v
B
B
+
v
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
B
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
v
_

例2、试判断如图所示的带电粒子刚进入磁场时所受洛伦兹力方向？

例3、运动电荷在磁场中受到洛伦兹力的作用，运动方向会发生偏转，这一点对地球上的生命来说有十分重要意义。从太阳和其它星体发射出的高能粒子流，称为
宇宙射线，在射向地球时，由于地磁场的存在，改变了带电粒子的
运动方向，对地球起到了保护作用。如图为地磁场对宇宙射
线作用的示意图。现有来自宇宙的一束质子流，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．相对于预定地点向东偏转
C．相对于预定地点稍向西偏转 D．相对于预定地点稍向北偏转
例4、带电荷量为＋q的粒子在匀强磁场中运动，下列说法中正确的是(　　)
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、方向均不变
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．粒子在只受到洛伦兹力作用下运动的动能、速度均不变
例5、如图所示，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．

当堂训练：在如图所示的空间中，存在电场强度为E的匀强电场，同时存在沿x轴负方向、磁感应强度为B的匀强磁场(图中均未画出)．一质子(电荷量为e)在该空间恰沿y轴正方向以速度v匀速运动．据此可以判断出 (　　)

A．质子所受电场力大小等于eE，运动中电势能减小；沿z轴正方向电势升高
B．质子所受电场力大小等于eE，运动中电势能增大；沿z轴正方向电势降低
C．质子所受电场力大小等于evB，运动中电势能不变；沿z轴正方向电势升高
D．质子所受电场力大小等于evB，运动中电势能不变；沿z轴正方向电势降低

四、一课一练(选练)
1．以下四个图是表示磁场磁感应强度B、负电荷运动的方向v和磁场对负电荷的洛伦兹力F之间的相互关系图，这四个图中画得正确的是(B、v、F两两垂直)(　　)

2．带电荷量为＋q的粒子在匀强磁场中运动，下列说法中正确的是(　　)
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、方向均不变
C．洛伦兹力方向一定与电荷运动方向垂直，磁场方向一定与电荷运动方向垂直
D．粒子在只受到洛伦兹力作用时运动的动能不变
3.带电粒子垂直匀强磁场方向运动时，会受到洛伦兹力的作用．下列表述正确的是(　　)
A．洛伦兹力对带电粒子做功
B．洛伦兹力不改变带电粒子的动能
C．洛伦兹力的大小与速度无关
D．洛伦兹力不改变带电粒子的速度方向
4.有关洛伦兹力和安培力的描述，正确的是(　　)
A．通电直导线在匀强磁场中一定受到安培力的作用
B．安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现
C．带电粒子在匀强磁场中运动受到的洛伦兹力做正功
D．通电直导线在磁场中受到的安培力方向与磁场方向平行
5.在如图所示的匀强电场和匀强磁场共存的区域内、电子可能沿水平方向向右做直线运动的是(　　)

6.用绝缘细线悬挂一个质量为m，带电荷量为＋q的小球，让它处于图所示的磁感应强度为B的匀强磁场中．由于磁场的运动，小球静止在如图位置，这时悬线与竖直方向夹角为α，并被拉紧，则磁场的运动速度和方向可能是(　　)
A．v＝，水平向右　　　　 B．v＝，水平向左
C．v＝，竖直向上 D．v＝，竖直向下

7.如图所示，一个带正电荷的小球沿水平光滑绝缘的桌面向右运动，飞离桌子边缘A，最后落到地板上．设有磁场时飞行时间为t1，水平射程为x1，着地速度大小为v1；若撤去磁场，其余条件不变时，小球飞行时间为t2，水平射程为x2，着地速度大小为v2，则下列结论不正确的是(　　)
A．x1>x2 B．t1>t2
C．v1>v2 D．v1和v2相同
8.三个质量相同的质点a、b、c带有等量的正电荷，由静止开始同时从相同的高度落下，下落中b、c分别进入如图所示的匀强电场和匀强磁场中，设它们都能落到地面上，不计空气阻力，则有(　　)
A．落地时a的动能最大
B．落地时a和c的速度大小相同
C．a和c同时到达地面
D．c比a、b质点先到达地面
9.有一段长为L的通电导线，设每米导线中有n个自由电荷，每个自由电荷的电荷量都为q，它们定向移动的平均速率为v，现加一匀强磁场，其方向垂直于直导线，磁感应强度为B，则磁场对这段导线的安培力F为(　　)
A．nqvLB　　　 B. C.　　　 D.
10.在相互垂直的匀强电场和匀强磁场中，有一倾角为θ、足够长的光滑绝缘斜面，磁感应强度为B，方向垂直纸面向外，电场方向竖直向上．有一质量为m、带电荷量为＋q的小球静止在斜面顶端，这时小球对斜面的正压力恰好为零，如图所示，若迅速把电场方向反转为竖直向下，小球能在斜面上连续滑行多远？所用时间是多少？

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