第三章 磁场

第五节  运动电荷在磁场中受到的力  NO.33

编制：高二、二部  审核：刘庆刚      审批：

【学习目标】

1．会计算洛伦兹力大小,灵活运用左手定则，判断洛伦兹力方向；

2．自主学习，合作探究，学会从微观角度研究洛伦兹力的方法；

3．激情投入，体会磁现象在生活中的应用。

【重点难点】

洛伦兹力计算公式的推导，洛伦兹力方向判断和大小计算。

【使用说明】

1. 研读教材，勾画重点→演练导学案，发现问题→再读教材解决问题，整理主干知识。

2.通过自主学习，掌握带电粒子在电场中的运动和受力特点，会用左手定则判断洛伦兹力方向，体会物理知识间的联系，通过交流，领悟物理探索的基本思路。

3.本节课必须掌握的概念和规律：洛伦兹力表达式的推导方法及左手定则。

4.独立认真完成导学案，用红笔标记存在的疑惑和不能自主解决的问题。

 

【预习自学】

1.通电直导线在磁场中受安培力作用，而我们知道导线中的电流是电子的定向移动，那我们如何利用左手定则判断电子受力呢？

 

2.什么是洛伦兹力？

 

3.洛伦兹力的方向与哪些因素有关？其具体关系是什么？

 

【合作探究】

探究一、洛伦兹力的方向

问题1：阴极射线在磁场中的偏转

⑴在没有外磁场时，电子束怎样运动？形成怎样的电流？ 

 

⑵将蹄形磁铁靠近阴极射线管，电子束怎样运动？

⑶洛伦兹力方向与带电粒子运动方向的关系如何？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功吗？

 

问题2：电视显像管的工作原理

没有磁场时电子束打在荧光屏正中的O点。为使电子束偏转,由安装管颈的偏转线圈产生偏转磁场。

（1）如果要使电子束在水平方向偏离中心,打在荧光屏上的A点,偏转磁场应该沿什么方向?

                  

（2）如果要使电子束打在B点,磁场应该沿什么方向？

 

【针对训练】

1.试判断图中所示的带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向

2.电子以初速度v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变

 B. 磁场对电子的作用力始终不做功

 C. 电子的速度始终不变

 D. 电子的动能始终不变

3.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

探究二、洛伦兹力的大小

问题3：洛伦兹力的推导（由安培力的表达式导出洛伦兹力的表达式）设导线中每个带电粒子定向移动的速度都是v，单位体积的粒子数为n，导线的横截面积为S。

（1）在时间t内通过横截面的粒子数是多少？

                                                         

（2）如果带电粒子的电荷量记为q，电流微观表达式是什么？

 

（3）如图，写出这段导线所受的安培力 。

 

（4）求出每个粒子所受的洛伦兹力（提示：中间量n、s、t等都应不再出现）

 

问题4：在如图所示的平行板装置中，电场强度E和磁感强度B互相垂直。具有不同水平速度的带电粒子射入后，发生的偏转情况不同。这种装置能把具有某一特定速度的粒子选择出来，所以叫做速度选择器。试求：带正电q的粒子，速度v多大时，才能沿着直线通过这个速度选择器。

（1）请分析电场线方向。

                          <