1.2 磁场对运动电荷的作用力 导学案 -2024-2025学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

慧于心，诚于中 序号15 选编者：马加凯 时间：9.29 2024学年第一学期高二年级物理学思案 学案序号 15 年段班级 高二（ ） 学生姓名 作业日期 章节课题 选二1.2磁场对运动电荷的作用力 审核人 陈百炼 授课日期 学习目标 1、电荷定向运动形成电流，磁场对电流的作用是对运动电荷作用的宏观体现，认识磁场对运动电荷的相互用观。 2、经历由安培力的表达式推导出洛伦兹力的表达式的过程，这是培养学生逻辑思维能力的好机会。 3、实验结合理论探究洛伦兹力的方向。 4、解显像管的基本构造及工作的基本原理，认识电子束的磁偏转，体会物理知识与科学技术的关系。 知识回顾 1、 安培力的方向 1．安培力： 在磁场中受的力。 2．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；让磁感线 ，并使四指指向 的方向，这时 的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。 二、安培力的大小 1.垂直于 的方向放置的长为l 的通电导线，当通过的电流为l 时，所受安培力为F= 。 2.当磁感应强度B 的方向与 方向成θ角时，公式F= 。 新知学习 一、洛伦兹力的方向 1．洛伦兹力： 在磁场中受到的力。 2．电子束在磁场中的偏转 (1)没有磁场时，电子束呈 。 (2)如果在电子束的路径上施加磁场，电子束的径迹会发生弯曲。 (3)改变磁场方向，电子束会向相反方向弯曲。 3．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平面内；让磁感线从 垂直进入，并使四指指向 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。 4．洛伦兹力方向的特点：F⊥B，F⊥v，即F垂直于B与v所决定的平面。 二、洛伦兹力的大小 1．电荷量为q的粒子以速度v运动时，如果速度方向与磁感应强度B的方向垂直，那么粒子受到的洛伦兹力为F＝ 。 2．当电荷运动的方向与磁场的方向夹角为θ时，电荷所受的洛伦兹力为F＝ 。 三、电子束的磁偏转 1．显像管的构造：如图所示，由电子枪、 和荧光屏组成。 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 ，因此电子束打在荧光屏上的光点不断移动，这在显示技术中叫作扫描。 问题探究 1、洛伦兹力的方向：观察阴极射线管中的电子的轨迹，通过改变磁场方向，我们能得到什么结论？ 方向特点：洛伦兹力的方向随电荷运动方向的变化而变化。但无论怎样变化，洛伦兹力都与运动方向 ，故洛伦兹力永 功，它只改变电荷运动方向，不改变电荷速度大小。 2、洛伦兹力与安培力的关系 (1)静止导线中定向运动的带电粒子的速度都是v，单位体积内的例子数为n，写出图中在时间t内通过横截面积S的粒子数 ，粒子的电荷量为q，写出q与I的关系 。 (2)写出这段长为vt的导线所受的安培力F安= 。 (3)求出每个粒子所受的力，既F洛= 。 3、洛伦兹力的大小(F＝ ，θ为v与B的夹角)　 (1)当v⊥B时，θ＝90°，sin θ＝1，F＝ ，即运动方向与磁场垂直时，洛伦兹力最大。 (2)当v∥B时，θ＝0°，sin θ＝0，F＝ ，即运动方向与磁场平行时，不受洛伦兹力。 (3)当粒子运动方向v与磁场B夹角为θ时，如图所示，此时将v分解为v∥和v⊥，其中v⊥＝ ，则F＝ 。 疑难困惑 课堂练习 1、下列带电粒子所受洛伦兹力方向正确的是（　　） A．图甲方向与v方向垂直斜向上 B．图乙方向与v方向垂直斜向下 C．图丙方向垂直纸面向外 D．图丁方向垂直纸面向外 2、如图所示，在匀强磁场中垂直于磁场方向放置一段导线ab。磁场的磁感应强度为B，导线长度为l、横截面积为S、单位体积内自由电子的个数为n。导线中通以大小为I的电流，设导线中的自由电子定向运动的速率都相同，则每个自由电子受到的洛伦兹力（　　） A．大小为，方向垂直于导线沿纸面向上 B．大小为，方向垂直于导线沿纸面向上 C．大小为，方向垂直于导线沿纸面向下 D．大小为，方向垂直于导线沿纸面向下 学习反思 励志语：成功的秘诀就是每天都比别人多努力一点。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$