内容正文:
第2节 磁场对运动电荷的作用力
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课堂探究·拓展思维
课前预习·夯基固本
课后训练·凝练素养
随堂练习·培养能力
课外知识·拓展视野
[学习目标要求] 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.了解电子束的磁偏转原理以及在科学技术中的应用。
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洛伦兹力的方向
1.洛伦兹力
(1)定义:_______________在磁场中受到的力。
(2)与安培力的关系:通电导线在磁场中受到的安培力是_______________的宏观表现。
2.洛伦兹力的方向
左手定则:伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一个平面内;让____________从掌心垂直进入,并使_________指向正电荷运动的方向,这时_________所指的方向就是运动的正电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向。如图所示,负电荷受力的方向与正电荷受力的方向_________。
课前预习·夯基固本
知识点一
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[练一练]
带电粒子进入磁场时速度的方向和磁感应强度的方向如图所示,则粒子在磁场中受到的洛伦兹力方向垂直纸面向里的是( )
C
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解析:C 对于A、B项,由于带电粒子运动方向所在直线与电荷所在点的磁感线组成的平面与纸面垂直,又因为洛伦兹力方向与该平面垂直,所以洛伦兹力的方向平行纸面,故A、B错误;由左手定则得,C选项的洛伦兹力方向垂直纸面向里,D选项的洛伦兹力方向垂直纸面向外,故C正确,D错误。
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洛伦兹力的大小
1.当v∥B时,F=______。
2.当v⊥B时,F=____________。
3.当v与B成θ角时,F=________________。
知识点二
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[判一判]
(1)若电荷的速度方向与磁场平行,不受洛伦兹力。 ( )
(2)同一电荷,以相同大小的速度进入磁场,速度方向不同时,洛伦兹力的大小也可能相同。( )
√
√
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电子束的磁偏转
1.构造:如图所示,由电子枪、_______________和荧光屏组成。
知识点三
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2.原理
(1)电子枪_______________;
(2)电子束在磁场中_________;
(3)荧光屏被电子束撞击发光。
3.扫描:在偏转区的水平方向和竖直方向都有偏转磁场,其方向、强弱都在不断变化,使得电子束打在荧光屏上的光点从上向下、从左向右不断移动。
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[想一想]
如图,若使用老式电视机时发现没有影像,仅在荧光屏的正中间有一条水平亮线,那么电视机故障的原因应该是什么?
提示:竖直方向偏转磁场(专业术语:帧扫描电路)未工作。
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学习任务一 洛伦兹力的方向
[导学探究]
磁场对电流有力的作用,而电流是由电荷的定向移动形成的。
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(1)磁场是否对运动电荷也有作用力呢?
(2)作用力的方向如何判定?
提示:(1)是。(2)将电荷的定向移动看作等效电流,类比安培力的左手定则判断运动电荷受力方向。
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[思维深化]
1.洛伦兹力的方向
(1)F、B、v三者方向间的关系
洛伦兹力的方向总是与电荷运动的方向及磁场方向垂直,即洛伦兹力的方向总是垂直于运动电荷速度方向和磁场方向