1.2 磁场对运动电荷的作用方（学案）-【状元桥·优质课堂】2021-2022学年新教材高中物理选择性必修第二册（人教版）

物理选择性必修第二册课堂学案 第2节磁场对运动电荷的作用力 学习目标 核心索养 通过实验探究,感受磁场对运动电荷的作用力. 科学探究 2.知道什么是洛伦兹力,会用左手定则判断洛伦兹力的方向 物理观念 3.了解洛伦兹力公式的推导过程,会用公式分析、求解洛伦兹力 科学思维 4.了解电视显像管的基本构造和工作原理. 物理观念 课前教材预案 教材梳理 在每个运动电荷上的洛伦兹力F的合力,即F 知识点一洛伦兹力的方向 因此每个自由电荷所受洛伦兹力F的大小为F 2.电荷量为q的粒子以速度v运动时,如果速度方向与磁场方 洛伦兹力:磁场对 的作用力叫洛伦兹力. 向夹角为0,那么电荷所受的洛伦兹力为 2.安培力的本质:磁场对通电导线的作用力实际上是磁场对导 知识点三电子束的磁偏转 线中运动电荷的作用力的 3.方向 1.显像管电视机中应用了电子束 的原理 定则:伸开 使拇指与其余四个手指 2.实际上,在偏转区的水平方向和竖直方向都有偏转磁场,其 并且都与手掌在同一平面内,让磁感线从掌心垂直进入,并 都在不断变化,因此电子束打在荧光屏 使四指指向 运动的方向,这时 所指的方向:上的光点就会不断移动,这在显示技术中叫作 就是运动的正电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向 3.电子束从最上一行到最下一行扫描一遍叫作一场,电视机中 (2)说明: 的显像管每秒要进行 场扫描. ①负电荷受力的方向与正电荷受力的方向 自主检测 ②当电荷运动方向与磁感线平行时,电荷 判断下列说法的正误. 知识点二洛伦兹力的大小 (1)静止的带电粒子在磁场中不受洛伦兹力的作用. (2)在磁场中运动的带电粒子,可能不受洛伦兹力作用.() 1.洛伦兹力大小的推导(导线与磁场垂直的情况) (3)电视机显像管中电子束的偏转是利用洛伦兹力 (4)电视机中的显像管每秒要进行220场扫描 2.(多选)一束混合粒子流从一发射源射出后,进入如图所示的 磁场,分离为1、2、3三束粒子流,则下列说法正确的是() 如图所示,设有一段长度为L的通电导线,垂直放入磁感应 强度为B的匀强磁场中.若导线中的电流为I,则该导线所 受的安培力大小为F安=ⅠB.设导线的横截面积为S,单位 体积内的自由电荷数为n,自由电荷的电荷量为q,定向移动 的速度为v,则电流Ⅰ=nS,这段导线内含有的自由电荷数 A.1带正电 B.1带负电 整段导线所受的安培力F要可看成是作用C2不带电 D.3带正电 课堂·深度探究 考点一对左手定则的理解和应用 【例题1】(多选)如图所示的四种情况中,对各粒子所受洛伦兹 力方向的描述正确的是 C.垂直于纸面向外 D.垂直于纸面向里 XXX 思维导引:(1)先明确电荷的正负、磁场方向、速度方向; (2)按照左右顺序,即伸开左手手掌→磁感线穿过掌心→四 指指向带电粒子运动的方向,然后确定安培力的方向; A.垂直于v向右下方 B.垂直于纸面向里 (3)注意负电荷按照正电荷确定,最后把方向反过来即可 第一章安培力与洛伦兹力 解题技巧 规律总结 左手定则应用的两个要点 1.基本粒子在电磁中的运动问题,若不做特别说明,一般不 1.洛伦兹力的方向既垂直于带电粒子运动的方向,又垂直 计重力作用 于磁场的方向,应用左手定则时必须使大拇指指向与四 2.在磁场和运动方向相同时,负电荷所受洛伦兹力的方向 指指向和磁场方向均垂直. 与正电荷所受洛伦兹力的方向相反 2.用左手定则判定负电荷在磁场中运动所受的洛伦兹力 时,有两种方式,一是可将四指指向负电荷运动的反方:【变式2】如图所示为磁流体发电机的示意图,假设板间距离为 向;二是可按照正电荷的方向判断,最后把洛伦兹力的方 dl,磁感应强度为B,正、负离子的电荷量均为e,射入速度 向反过来 为v,外接电阻为R.试问 【变式Ⅰ】(多选)下列各图是表示磁场磁感应强度B、负电荷运 (1)图中哪个板是正极? 动速度v和磁场对运动电荷的洛伦兹力F的相互关系图, (2)发电机的电动势是多少 这四个图中正确的是(B、v、F两两垂直) (3)设喷入的离子流每立方米有η个负电荷,离子流的横截 面积为S,则发电机的功率是多大 B D 考点二洛伦兹力作用下的平衡问题 【例题2】如图所示是等离子体发电机的示意图,磁感应强度为 B,两板间距离为d,要使输出电压为U,则求: (1)等离子的速度v (2)电源a极的正负 思维导引:(1)因为是基本粒子,不计重力,粒子在混合场中 受电场力与洛伦兹力作用;(2)若电场方向向上,则正粒子 所受电场力向上、洛伦兹力也向上,不可能受力平衡,同样 负粒子受到向下的电场力和向下的洛伦兹力,也不可能受 力平 物理选择性必修第二册课堂学案 考点三电子束的磁偏转 【变式3】如图所示,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,由安装在管颈的偏转线圈产生偏转磁场. 【例题3