1.2磁场对运动电荷的作用力 导学案-2023-2024学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

第一章 第2节 磁场对运动电荷的作用力 一、对标自学 物理科活动单——选择性必修第二册 学习目标要求 核心素养和关键能力 1.知道什么是洛伦兹力，会用左手定则判断洛伦兹力的方向。 2.掌握洛伦兹力公式的推导过程，会计算洛伦兹力的大小。 3.知道电视显像管的基本构建及工作的基本原理。 1.核心素养 (1)建立流体柱状模型推导洛伦兹力公式。 (2)从动力学角度分析带电粒子的磁偏转。 2.关键能力 物理建模能力。 知识点一　洛伦兹力的方向 　如图所示，阴极射线管发出的高速电子流，电子由阴极向阳极运动过程中，不加磁场时电子的径迹是直线， （1） 为什么加了如图所示的磁场后电子在运动过程中向下偏转？ （2） 电子的受力方向？ （3） 左手定则： （4） 如何求解一个电子的受力？ （5） 电流的微观表达式？你会推导吗？ 二、探讨合学 知识点二　洛伦兹力的大小 　如图所示，磁场的磁感应强度为B。设磁场中有一段通电导线，横截面积为S，单位体积中含有的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q且定向运动的速率都是v (1)图中一段长度为vt的导线中的电子数是多少？导线中的电流为多大？ (2)图中一段长度为vt的导线在磁场中所受安培力多大？ (3)每个自由电荷所受洛伦兹力大小？ 三、展示互学 例1如图所示，各图中的匀强磁场的磁感应强度均为B，带电粒子的速率均为v，带电荷量均为q。试求出图中带电粒子所受洛伦兹力的大小，并指出洛伦兹力的方向。 A B C D 四、学以致用 1.如图所示，带负电的小球用绝缘丝线悬挂于O点在匀强磁场中摆动，忽略空气阻力，当小球每次通过最低点A时(　　) A．摆球受到的洛伦兹力相同 B．摆球的动能相同 C．摆球受到的丝线的张力相同 D．向右摆动通过A点时丝线的拉力小于向左摆动通过A点时丝线的拉力 2.有一质量为m、电荷量为－q的小球停在绝缘水平面上，并处在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，如图所示。为了使小球飘离水平面，下面可行的办法有(重力加速度为g)(　　) A．使小球水平向左运动，速度大小为v＝ B．使小球水平向右运动，速度大小为v＝ C．使磁场以v＝向左水平运动 D．使磁场以v＝竖直向上运动 3.如图所示，下端封闭、上端开口、高h＝4 m内壁光滑的细玻璃管竖直放置，管底有一质量m＝0.2 kg、电荷量q＝2 C的小球，整个装置以v＝4 m/s的速度沿垂直于磁场方向进入B＝0.3 T、方向垂直纸面向里的匀强磁场，由于外力的作用，玻璃管在磁场中的速度保持不变，最终小球从上端管口飞出。取g＝10 m/s2。则下列说法正确的是(　　) A．小球在管中运动的过程中机械能守恒 B．小球的运动轨迹为直线 C．小球在管中运动的时间为2 s D．小球的机械能增加了8 J 安培力和洛伦兹力关系： 洛伦兹力做功 安培力做功 五、学不可以已 4. 如图所示，两个平行金属板M、N间为一个正交的匀强电场和匀强磁场区域，电场方向由M板指向N板，磁场方向垂直纸面向里，OO′为距离两极板相等且平行两极板的直线。一质量为m，电荷量为＋q的带电粒子，以速度v0从O点射入，沿OO′方向匀速通过场区，不计带电粒子的重力，则以下说法正确的是 (　　) A.电荷量为－q的粒子以v0从O点沿OO′方向射入时，不能匀速通过场区 B.电荷量为2q的粒子以v0从O点沿OO′方向射入时，不能匀速通过场区 C.保持电场强度和磁感应强度大小不变，方向均与原来相反，则粒子仍能匀速通过场区 D.粒子以速度v0从右侧的O′点沿O′O方向射入，粒子仍能匀速通过场区 感悟升华： 第 学科网（北京）股份有限公司 $$