磁场对运动电荷的作用力导学案.doc

导学案——物理
第二节 磁场对运动电荷的作用力 导学案
【学习目标】
1.通过实验，观察阴极射线在磁场中的偏转，认识洛伦兹力.
2.会判断洛伦兹力的方向，会计算洛伦兹力的大小.
3.了解电视机显像管的工作原理。
【知识链接】
磁场对电流的安培力的大小、方向如何确定？

【学习内容】
磁场对电流有力的作用，电流是由电荷的定向移动形成的，你猜想磁场对运动电荷有作用力吗？
请看书P95演示实验“观察阴极射线在磁场中的偏转”
实验现象:

实验结论:

一．什么是洛伦兹力
1、定义：运动电荷在磁场中受到的作用力，叫做 。
2、洛伦兹力与安培力的关系:通电导线在磁场中所受的安培力是洛伦兹力的 ,而洛伦兹力是安培力的微观本质.　
［问题］电荷在磁场中一定受磁场力吗？
运动电荷在磁场中一定受磁场力吗？
二．洛伦兹力的方向判定──左手定则：
让磁感线从 进入，四指指向 的方向，或负电荷运动的 ，拇指所指方向就是运动电荷所受 的方向。
思考：洛伦兹力方向的特点：（参考安培力方向特点）
F与V的关系
F与B的关系
B与V的关系
讨论：有人认为洛伦兹力永远不会对运动电荷做功，你认为有道理吗？谈谈你的看法。

三．探究洛伦兹力大小的表达式
设有一段长为L，横截面积为S的直导线，单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q，自由电荷定向移动的速率为v。这段通电导线垂直磁场方向放入磁感应强度为B的匀强磁场中，求
（1）电流强度I的微观表达式。

（2）通电导线所受的安培力。

（3）这段导线内的自由电荷数。
（4）每个电荷所受的洛伦兹力。

洛伦兹力：F=qVB (V垂直B）
［问题］若此电子不垂直射入磁场，电子受到的洛伦兹力又如何呢 ？如右图，V与B夹角为θ，求粒子受到的洛伦兹力的大小和方向。

四、电视显像管的工作原理
(1)电视显像管应用了电子束 的原理．
(2)扫描：电子束打在荧光屏上的位置在 的控制下一行一行的不断移动．
(3)偏转线圈：产生使电子束偏转的 ．
电视机中每秒要进行 场扫描，所以我们感到整个荧光屏在发光。
【当堂检测】
1、如图3所示，匀强磁场的磁感应强度为B，带电粒子的速率为v，带电荷量为q，求各带电粒子所受洛伦兹力的大小和方向．

2：来自宇宙的电子流，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
3.一带正电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。
4. 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
5、如图所示为电视机显像管偏转线圈的示意图，当线圈通以图示的直流时，形成的磁场如图中虚线所示，一束沿着管颈轴线射向纸内的电子将（ ）
A．向上偏转 B．向下偏转 C．向右偏转 D．向左偏转
6、有一匀强磁场，磁感应强度大小为1.2T，方向由南指向北，如有一质子沿竖直向下的方向进入磁场，磁场作用在质子上的力为9.6×10-14N，则质子射入时速度为 ,质子在磁场中向　　　　　方向偏转。
7、如图所示,摆球带负电荷的单摆,在一匀强磁场中摆动.匀强磁场的方向垂直于纸面向里.摆球在A、B间摆动过程中,由A摆到最低点C时,摆线拉力大小为F1,摆球加速度大小为a1;由B摆到最低点C时,摆线拉力大小为F2,摆球加速度大小为a2,则
A.F1＞F2，a1＝a2 B.F1＜F2，a1＝a2
C.F1＞F2，a1＞a2 D.F1＜F2，a1＜a2
【本节小结】