第三章 磁場(chǎng)

第五節(jié)  運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的力  NO.33

編制：高二、二部  審核：劉慶剛      審批：

【學(xué)習(xí)目標(biāo)】

1．會(huì)計(jì)算洛倫茲力大小,靈活運(yùn)用左手定則，判斷洛倫茲力方向；

2．自主學(xué)習(xí)，合作探究，學(xué)會(huì)從微觀角度研究洛倫茲力的方法；

3．激情投入，體會(huì)磁現(xiàn)象在生活中的應(yīng)用。

【重點(diǎn)難點(diǎn)】

洛倫茲力計(jì)算公式的推導(dǎo)，洛倫茲力方向判斷和大小計(jì)算。

【使用說(shuō)明】

1. 研讀教材，勾畫(huà)重點(diǎn)→演練導(dǎo)學(xué)案，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題→再讀教材解決問(wèn)題，整理主干知識(shí)。

2.通過(guò)自主學(xué)習(xí)，掌握帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)和受力特點(diǎn)，會(huì)用左手定則判斷洛倫茲力方向，體會(huì)物理知識(shí)間的聯(lián)系，通過(guò)交流，領(lǐng)悟物理探索的基本思路。

3.本節(jié)課必須掌握的概念和規(guī)律：洛倫茲力表達(dá)式的推導(dǎo)方法及左手定則。

4.獨(dú)立認(rèn)真完成導(dǎo)學(xué)案，用紅筆標(biāo)記存在的疑惑和不能自主解決的問(wèn)題。

 

【預(yù)習(xí)自學(xué)】

1.通電直導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受安培力作用，而我們知道導(dǎo)線中的電流是電子的定向移動(dòng)，那我們?nèi)绾卫�用左手定則判斷電子受力呢？

 

2.什么是洛倫茲力？

 

3.洛倫茲力的方向與哪些因素有關(guān)？其具體關(guān)系是什么？

 

【合作探究】

探究一、洛倫茲力的方向

問(wèn)題1：陰極射線在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)

⑴在沒(méi)有外磁場(chǎng)時(shí)，電子束怎樣運(yùn)動(dòng)？形成怎樣的電流？ 

 

⑵將蹄形磁鐵靠近陰極射線管，電子束怎樣運(yùn)動(dòng)？

⑶洛倫茲力方向與帶電粒子運(yùn)動(dòng)方向的關(guān)系如何？洛倫茲力對(duì)帶電粒子運(yùn)動(dòng)的速度有什么影響？洛倫茲力對(duì)帶電粒子做功嗎？

 

問(wèn)題2：電視顯像管的工作原理

沒(méi)有磁場(chǎng)時(shí)電子束打在熒光屏正中的O點(diǎn)。為使電子束偏轉(zhuǎn),由安裝管頸的偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。

（1）如果要使電子束在水平方向偏離中心,打在熒光屏上的A點(diǎn),偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)該沿什么方向?

                  

（2）如果要使電子束打在B點(diǎn),磁場(chǎng)應(yīng)該沿什么方向？

 

【針對(duì)訓(xùn)練】

1.試判斷圖中所示的帶電粒子剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)所受的洛倫茲力的方向

2.電子以初速度v垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,則(      )

 A. 磁場(chǎng)對(duì)電子的作用力始終不變

 B. 磁場(chǎng)對(duì)電子的作用力始終不做功

 C. 電子的速度始終不變

 D. 電子的動(dòng)能始終不變

3.來(lái)自宇宙的電子流，以與地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一點(diǎn)，則這些電子在進(jìn)入地球周圍的空間時(shí)，將（　    �。�

A．豎直向下沿直線射向地面        B．相對(duì)于預(yù)定地面向東偏轉(zhuǎn)

C．相對(duì)于預(yù)定點(diǎn)稍向西偏轉(zhuǎn)        D．相對(duì)于預(yù)定點(diǎn)稍向北偏轉(zhuǎn)

探究二、洛倫茲力的大小

問(wèn)題3：洛倫茲力的推導(dǎo)（由安培力的表達(dá)式導(dǎo)出洛倫茲力的表達(dá)式）設(shè)導(dǎo)線中每個(gè)帶電粒子定向移動(dòng)的速度都是v，單位體積的粒子數(shù)為n，導(dǎo)線的橫截面積為S。

（1）在時(shí)間t內(nèi)通過(guò)橫截面的粒子數(shù)是多少？

                                                         

（2）如果帶電粒子的電荷量記為q，電流微觀表達(dá)式是什么？

 

（3）如圖，寫(xiě)出這段導(dǎo)線所受的安培力 。

 

（4）求出每個(gè)粒子所受的洛倫茲力（提示：中間量n、s、t等都應(yīng)不再出現(xiàn)）

 

問(wèn)題4：在如圖所示的平行板裝置中，電場(chǎng)強(qiáng)度E和磁感強(qiáng)度B互相垂直。具有不同水平速度的帶電粒子射入后，發(fā)生的偏轉(zhuǎn)情況不同。這種裝置能把具有某一特定速度的粒子選擇出來(lái)，所以叫做速度選擇器。試求：帶正電q的粒子，速度v多大時(shí)，才能沿著直線通過(guò)這個(gè)速度選擇器。

（1）請(qǐng)分析電場(chǎng)線方向。

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