高中物理：3.5《磁场对运动电荷的作用》学案(新人教版选修3-1).doc

3.5磁场对运动电荷的作用
【学习目标】洛仑兹力、左手定则、知道电视机显象管的工作原理
【重点难点】洛仑兹力、左手定则
【知识梳理】
1、（1）知识回顾：①如果通电导体内单位体积内含有的自由电荷数为n，电荷的移动速度为v，导体的横截面积为S，每个电荷的电量为q，则产生的电流大小为I= ②内含总电荷个数N= ③长为L的此通电导体垂直磁场方向放入磁感应强度为B的匀强磁场中受到的安培力F= （2）上面问题中每个电荷受磁场作用力大小F1= （3）洛仑兹力是

2、洛伦兹力的方向：和确定安培力的方向一样，确定洛伦兹力的方向也可以用左手定则.由于电流方向规定为_______定向移动的方向，所以用左手定则判断洛伦兹力方向时，四指应该指向______运动的方向.磁场可以和电荷的运动速度方向不垂直，但洛伦兹力一定既垂直于电荷的速度方向，又垂直于磁感应强度方向，即垂直于速度方向和磁感应强度方向所构成的________。

3、计算洛伦兹力的公式： 如果电流方向与磁场方向不垂直，设磁场与电流方向的夹角等于θ，洛伦兹力公式为__________，它表示电荷的运动方向与磁场方向在一条直线上，电荷将______磁场的作用力；当电荷的运动方向与磁场方向垂直时，电荷受到的磁场力最大等于_________。

4．洛伦兹力与电场力的对比
电荷在电场中就会受到电场力，其大小等于________，和电荷是否运动______．磁场对静止的电荷____作用力，对运动的电荷也______有作用力，只有对运动方向与磁感应强度方向_________的电荷才有作用力．电场力移动电荷时，必然伴随着_____做功，涉及到______与其它形式的能的转化．洛伦兹力移动电荷时，对电荷____做功. 任何情况下洛伦兹力对运动电荷不做功。

5、洛仑兹力和安培力的对比：

6、电视机显象管的工作原理：电视机显象管中的电子偏转是利用了_________________________________。

【典型例题】
例1、一个长螺线管中通有恒定直流电，把一个带电粒子（不计粒子重力）沿着管轴线射入管中，粒子在管中做什么运动？

例2、 如图所示，一阴极射线管，左侧不断有电子射出，若在管的正下方放一通电直导线AB时，发现射线的径迹向弯曲，则（ ）
图3-5-2
A．导线中的电流从A到B
B．导线中的电流从B到A
C．若要使电子束的径迹向上弯曲，可以改变AB中的电流方向来实现
D．电子束的径迹与AB 中的电流方向无关

图3-5-3
例3、如图所示，质量为m，带电量为q的小球，在倾角为 的光滑斜面上由静止开始下滑，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向外，若带电小球下滑后某个时刻对斜面的压力恰好为零，问：（1）小球带电性质如何？（2）此时小球下滑的速度和位移分别是多大？

【针对训练】
1．关于带电粒子所受洛伦兹力f、磁感应强度B和粒子速度v三者方向之间的关系，下列说法正确的是（ ）
（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v
（C）B必定垂直于f、v，但f不一定垂直于v
（D）v必定垂直于f、B，但f不一定垂直于B
图3-5-4
2．如图3-5-4所示是磁场B、负电荷速度v和磁场对运动电荷作用力f三者方向的相互关系图，其中正确的是（B、f和v两两垂直）（ ）
3．电子射入只存在磁场的空间区域后 （ ）
（A）动能不可能变化 （B）动量一定变化
（C）能作匀速直线运动 （D）一定作匀变速直线运动

图3-5-5
4．如图所示，绝缘劈两斜面光滑且足够长，它们的倾角分别为α、β（α<β），处在垂直纸面向里的匀强磁场中，将质量相等、带等量异种电荷的小球A和B，同时从两斜面的顶端静止释放，不考虑两电荷之间的库仑力，则（ ）
（A）在斜面上两球作匀加速运动，且aA<aB
（B）在斜面上两都作变加速运动
（C）两球沿斜面运动的最大位移sA<sB
（D）两球沿斜面运动的时间tA>tB

5．电子以4×106m／s的速率垂直射入磁感应强度0．5T的匀强磁场中，受到的磁场力为_____N．如电子射入磁场时速度v与B的方向间夹角是180°，则电子受的磁场力为_______N．

图3-5-6
【课后练习】
1．如图3-5-6所示，虚线框内空间中同时存在着匀强电场和匀强磁场，匀强电场的电场线竖直向上，电场强度E=6×104伏/米，匀强磁场的磁感线未在图中画出．一带正电的粒子按图示方向垂直进入虚线框空间中，速度v=2×105米/秒．如要求带电粒子在虚线框空间做匀速运动，磁场中磁感线的方向如何？磁感应强度大小多大？(带电粒子所受重力忽略不计)

图3-5-7
2．如图3-5-7所示，在竖直平面内有一个正交的匀强电场和匀强磁场磁感应强度为1T，电场强度为N／C．一个带正电的微粒，q＝2×10－6C，质量m=2×10-6kg，在这正交的电场和磁场内恰好做匀速直线运动，则带电粒子运动的速度大小多大？方向如何？

【高考链接】
9．在图3-5-8中虚线所围的区域内，存在电场强度为 E的匀强电场和磁感应强度为B的匀强磁场，已知从左方水平射入的电子，穿过这个区域时未发生偏转，设重力可以忽略不计，则在这区域中的E和B的方向可能是 （ ）
（A）E和B都沿水平方向，并与电子运动的方向相同
图3-5-8
（B）E和B都沿水平方向，并与电子运动的方向相反
（C）E竖直向上，B垂直纸面向外
（D）竖直向上，B垂直纸面向里

【学后反思】
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