磁场对运动电荷的作用力

选必2.1.2 磁场对运动电荷的作用力 【内容出处】 人教版选择性必修二第一章第2节 【课标要求】 2.1.2 通过实验，认识洛伦兹力。能判断洛伦兹力的方向，会计算洛伦兹力的大小。 例3 观察阴极射线在磁场中的偏转。 【学习目标】 1.通过观察电子束在磁场中的偏转，了解洛伦兹力，学会用左手定则判断方向，并通过推导得出洛伦兹力的大小。 2.运动洛伦兹力解释电子显像管的原理。 【学习过程】 1、 课前准备 1、 实验器材：阴极射线管，磁体。 2、 通读课本，做好笔记。 2、 课中学习 任务一：洛伦兹力 1.整体认知： 观察电子束在磁场中的受力偏转，回答以下问题： ①什么是洛伦兹力 ②施力物体和受力物体分别是 ③洛伦兹力的三要素分别是 ④洛伦兹力的作用效果是 答案:①磁场对运动电荷的作用力 ②磁场、运动电荷 ③大小、方向、作用点 ④改变运动电荷的运动 2.洛伦兹力的方向 左手定则： 洛伦兹力方向与电荷运动方向、磁场方向的关系： 【练习】试判断图所示的带电粒子刚进入磁场时所受到的洛伦兹力的方向。 答案：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；让磁感线从掌心垂直进入，并使四指指向正电荷运动的方向，这时拇指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。负电荷受力的方向与正电荷受力的方向相反。 洛伦兹力垂直于速度与磁场方向所决定的平面。 【提升练习】 1.每时每刻都有大量带电的宇宙射线向地球射来，地球磁场可以有效地改变这些射线中大多数带电粒子的运动方向，使它们不能到达地面，这对地球上的生命有十分重要的意义。假设有一个带正电的宇宙射线粒子正垂直于地面向赤道射来，在地磁场的作用下，它将(　　 ) A．向东偏转 B．向南偏转 C．向西偏转 D．向北偏转 答案 A　[地球周围的磁场由地理南极附近指向地理北极附近，当带正电的宇宙射线粒子垂直于地面向赤道射来时，根据左手定则可以判断粒子所受洛伦兹力方向向东，所以粒子将向东偏转，选项A正确，选项B、C、D错误。故选A。] 2.图中a、b、c、d为四根与纸面垂直的长直导线，其横截面位于正方形的四个顶点上，导线中通有大小相同的电流，方向如图所示。一带正电的粒子从正方形中心O点沿垂直于纸面的方向向外运动，它所受洛伦兹力的方向是(　　 ) A．向上 B．向下 C．向左 D．向右 B　[d、b导线中的电流在O点产生的磁场相互抵消，a、c导线中的电流在O点产生的合磁场矢量方向水平向左，故O点处的磁场方向平行于纸面水平向左。带正电的粒子从正方形中心O点沿垂直于纸面的方向向外运动，由左手定则可判断出它所受洛伦兹力的方向向下，B选项正确。] 3．(多选)一根通电直导线水平放置，通过直导线的电流方向如图所示，现有一电子从直导线下方以水平向右的初速度开始运动，不考虑电子的重力，关于接下来电子的运动，下列说法正确的是(　　 ) A．电子将向上偏转 B．电子将向下偏转 C．电子运动的速率保持不变 D．电子运动的速率开始变大 AC　[根据安培定则可知导线下方的磁场方向垂直纸面向外，由左手定则可知，导线下方向右运动的电子所受的洛伦兹力方向向上，则电子将向上偏转，而洛伦兹力不做功，电子运动的速率不变，故A、C正确。] 4．带电粒子(重力不计)穿过饱和蒸汽时，在它经过的路径上饱和蒸汽便凝成小液滴，从而显示了粒子的径迹，这是云室的原理。如图所示是云室中拍摄的照片，云室中加了垂直于照片向外的匀强磁场，图中Oa、Ob、Oc、Od是从O点发出的四种粒子的径迹，下列说法正确的是(　　 ) A．四种粒子都带正电 B．四种粒子都带负电 C．打到a、b点的粒子带正电 D．打到c、d点的粒子带正电 D　[由左手定则