第5节磁场对运动电荷的作用力 教学设计.docx

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1、第5节磁场对运动电荷的作用力【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.3 .知道洛伦兹力大小的推理过程.4 .掌握洛伦兹力大小的计算.【活动过程】活动一：复习磁场对通电导线的作用1 .安培力的方向左手定则2 .安培力的大小磁感应强度的方向与通电导线平行时：/J磁感应强度的方向与通电导线垂直时：E磁感应强度的方向与通电导线夹角为。时，大小_方向仍可用定则判定。-对公式F=BI1的理解 只适用匀强磁场 不仅与乐I、1有关，还与放置方式有关 1是有效长度，不一定是导线实际长度例1：将长度为20cm、通有OJA电流的直导线放入一匀强磁场中，电流与磁场的方向如图所示.

2、已知磁感应强度为1T,试求下列各图中导线所受安培力的大小并在图中标明方向.B1 EiXXXB/B *j_nXV* X(I)(2)(3)(4)(1)Fa=N.(2)FB=N.(3)FC=N.(4)FD=N.活动二：洛仑兹力的大小和方向【知识梳理】：1 .洛伦兹力的方向：(1)判断方法:用左王定则判定。注意：四指代表电流方向,即正电荷的运动方面或负电荷运动的反方向.(2)方向特点:FjRFvi即F垂直决定的平面.(注意8和V可以有任意夹角)例2.试判断下列各图带电粒子所受洛仑兹力的方向、或带电粒子的电性、或粒子运动方向：2 .洛仑兹力的大小(DUB时，洛仑兹力尸d8时，洛仑兹力户片O时，洛仑兹力片

3、例3.如下图所示，粒子所带电量都为q,都以相同的速率射入磁感强度为B的匀强磁场中，则各图所受的洛仑兹力的大小。CXX即时训练：例4：一段粗细均匀的导体长为1,横截面积为S,如图所示，导体单位体积内的自由电子数为小电子电荷量为e,通电后，电子定向运动的速度大小为y.(1)请用、e、S、U表示流过导体的电流大小/.(2)若再在垂直导体的方向上加一个空间足够大的匀强磁场，磁感应强度大小为B,试根据导体所受安培力尸二8推导出导体中某一自由电子所受的洛伦兹力大小的表达式.活动三：带电粒子在匀强磁场中的运动【知识梳理】：1. vB时,带电粒子不受洛仑兹力,在匀强磁场中做运动2. 1B时,带电粒子仅受洛仑兹

4、力作用,在垂直于磁感应线的平面内以入射速度y做运动注：由于洛伦兹力/始终与速度V垂直，因此f只改变速度方向而不改变速度大小(即洛伦兹力不做功)。当运动电荷垂直磁场方向进入磁场时仅受洛伦兹力作用，因此一定做匀速圆周运动。(1)向心力由洛仑兹力提供:g田=(2)轨道半径公式:R=(3)周期7=迹=(与速度,轨道半径无关)(4)频率户（5）角速度vv=例5.如图所示，在垂直于纸面向内的匀强磁场中，垂直于磁场方向发射出两个电子1和2,其速度分别为功和也.如果vz=2v,则1和2的轨道半径之比小-2及周期之比T1:一分别为A. j:2=1：2,T：T2=1：2B. r：n=1:2,T：T2=1：1C.

5、r：2=2：19T1：T2=1：1D. j：12=1：19T：T2=2：1例6.在匀强磁场中，一个带电粒子作匀速圆周运动，如果又顺利垂直进入另一磁感强度是原来磁感强度2倍的匀强磁场中，则（）A.粒子的速率加倍，周期减半；B.粒子的速率不变，轨道半径减半；C.粒子的速率减半，轨道半径变为原来的1/4；D.粒子的速率不变，周期减半。例7.速率相同的电子垂直磁场方向进入四个不同的磁场,其轨迹如图所示,则磁场最强的是（）ABCD【巩固练习】：1.有关洛仑兹力和安培力的描述，正确的是OA.通电直导线在匀强磁场中一定受到安招力的作用B.安培力是大量运动电荷所受洛仑兹力的宏观表现C.带电粒子在匀强磁场中运动

6、受到的洛仑兹力做正功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2 .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3 .下列说法中正确的是（）A.电荷在磁场中一定受到洛伦兹力B.运动电荷在磁场中一定受到洛伦兹力C.某运动电荷在某处未受到洛伦兹力，该处的磁感应强度一定为零D.洛伦兹力可以改变运动电荷的运动方向4.一个运动电荷通过某一空间时，没有发生偏转，那么这个空间是否存在电场或磁场，下列说法正确的是：A.一定不存在电场C.一定存在磁场

7、B.一定不存在磁场D.可能既存在磁场，又存在电场5 .在阴极射线管的正上方平行放置通以强电流的一根长直导线，其电流方向如图所示则阴极射线将：（）A.向上偏斜B.向下偏斜C.向纸里偏斜6 .来自宇宙的质子流，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，稍向东偏转C.相对于预定地点，稍向西偏转D.向纸外偏斜A.可能存在沿X轴正方向的电场B.可能存在沿），轴正方向的电场C.可能存在沿Z轴正方向的磁场D.可能存在沿Z轴负方向的磁场8.如图，MN是匀强磁场中的一块薄金属板带电粒子（不计重力）在匀强磁场中运动并穿过金属板

8、，虚线表示其运动轨迹，由图知I：A.粒子带负电B.粒子运动方向是abcdeC.粒子运动方向是edcbD.粒子在上半周所用时间比下半周所用时间长第6节带电粒子在磁场中的运动D.相对于预定地点，稍向北偏转7.如图所示，曲线AB为空间中一个电子的运动轨迹，那么该空间中1圆心的确定:2.半径的确定:3 .角度的关系:4 .运动时间的确定:即时训练：1 .如图，在x0、y0的空间中有恒定的匀强磁场，磁感强度的方向垂直于。外平面向里，大小为8。现有一质量为?电量为夕的带电粒子，在X轴上到原点的距离为与的P点，以平行于y轴的初速度射入此磁场，在磁场作用下沿垂“XXXX直于y轴的方向射出此磁场。不计重力的影响

9、。由这些条件可知（）XXdXA.不能确定粒子通过y轴时的位置B.不能确定粒子速度的大小XXrXc.不能确定粒子在磁场中运动所经历的时间。卜=T=iD.以上三个判断都不对IxX2 .一个带电粒子，沿垂直于磁场的方向射入一匀强磁场，粒子的一段径迹如图所T泠示，径迹上的每一小段都可近似看成圆弧，由于带电粒子使沿途的空气电离，粒子；H的能量逐渐减小（带电量不变）从图中情况可以确定（）*Z/A.粒子从到江带正电B.粒子从b到小带正电：JY4；*C.粒子从到力，带负电D.粒子从b到m带负电3 .长为1的水平极板间，有垂直纸面向内的匀强磁场，如图所示，磁感强度为8,板间距离也为3板不带电，现有质量为?，电量

10、为4的带正电粒子（不计重力），从左边极板间中点处垂直磁感线以速度V水平射入磁场，欲使粒子不打在极板上，可采用的办法是（）A.使粒子的速度v8m;D.使粒子速度Bq14mx5BqU4m04.如图，在垂直纸面向里的匀强磁场的边界上，有两个质量和电量均相同的正、负离子（不计重力），从O点以相同的速度先后射人磁场中，入射方向与边界成J角，则正、负离子在磁场中（）A.运动时间相同BVB.运动轨迹的半径相同X/43XC.重新回到边界时速度的大小和方向相同QiD.重新回到边界的位置与O点的距离相等5.如图所示，在圆形区域里，有匀强磁场，方向如图所示。有一束速率各不相同的质子自A点沿半径方向射入磁场，这些质子在磁场中A.运动时间越长的，其轨迹所对应的圆心角越大B.运动时间越长的，其轨迹越长C.运动时间越短的射出磁场时，速率越小D.运动时间越短时，射出磁场时，速度方向偏转越小6.如图所示，正方形容器处在匀强磁场中，一束电子从孔。垂直于磁场沿H射入容器中，其中一部分从孔C中射出，一部分从d孔中射出，容器处在真空中，则：（1）从两孔中射出的电子速率之比为多少？（2）从两孔射出的电子在容器中运动所用的时间之比为笈：山为多大？