2019-2020年高中物理 《磁場對運動電荷的作用力》學案 新人教版選修1-1.doc

2019-2020年高中物理 磁場對運動電荷的作用力學案 新人教版選修1-1學習目標1、知道什么是洛倫茲力。2、利用左手定則會判斷洛倫茲力的方向，理解洛倫茲力對電荷不做功。3、掌握洛倫茲力大小的推理過程。4、掌握垂直進入磁場方向的帶電粒子，受到洛倫茲力大小的計算。5、了解電視機顯像管的工作原理。學習重點1、利用左手定則會判斷洛倫茲力的方向。2、掌握垂直進入磁場方向的帶電粒子，受到洛倫茲力大小的計算。學習難點1、理解洛倫茲力對運動電荷不做功。2、洛倫茲力方向的判斷。自主學習 1運動電荷在磁場中受到的作用力，叫做 。2洛倫茲力的方向的判斷左手定則：讓磁感線 手心，四指指向 的方向，或負電荷運動的 ，拇指所指電荷所受 的方向。3洛倫茲力的大小:洛倫茲力公式 。 4洛倫茲力對運動電荷 ，不會 電荷運動的速率。5顯像管中使電子束偏轉(zhuǎn)的磁場是由兩對線圈產(chǎn)生的,叫做偏轉(zhuǎn)線圈。為了與顯像管的管頸貼在一起,偏轉(zhuǎn)線圈做成 。同步導(dǎo)學例1試判斷圖中所示的帶電粒子剛進入磁場時所受的洛倫茲力的方向.解答：甲中正電荷所受的洛倫茲力方向向上；乙中正電荷所受的洛倫茲力方向向下；丙中正電荷所受的洛倫茲力方向垂直于紙面指向讀者；丁中正電荷所受的洛倫茲力的方向垂直于紙面指向紙里。例2：來自宇宙的電子流，以與地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一點，則這些電子在進入地球周圍的空間時，將 （）A豎直向下沿直線射向地面B相對于預(yù)定地面向東偏轉(zhuǎn)C相對于預(yù)定點稍向西偏轉(zhuǎn)D相對于預(yù)定點稍向北偏轉(zhuǎn)解答：。地球表面地磁場方向由南向北，電子是帶負電，根據(jù)左手定則可判定，電子自赤道上空豎直下落過程中受洛倫茲力方向向西。故C項正確例3：如圖3所示，一個帶正電q的小帶電體處于垂直紙面向里的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度為B，若小帶電體的質(zhì)量為m，為了使它對水平絕緣面正好無壓力，應(yīng)該（ ）圖3A使B的數(shù)值增大B使磁場以速率 v，向上移動C使磁場以速率v，向右移動D使磁場以速率v，向左移動解答：為使小球?qū)ζ矫鏌o壓力，則應(yīng)使它受到的洛倫茲力剛好平衡重力，磁場不動而只增大B，靜止電荷在磁場里不受洛倫茲力， A不可能；磁場向上移動相當于電荷向下運動，受洛倫茲力向右，不可能平衡重力；磁場以V向右移動，等同于電荷以速率v向左運動，此時洛倫茲力向下，也不可能平衡重力。故B、C也不對；磁場以V向左移動，等同于電荷以速率v向右運動，此時洛倫茲力向上。當 qvBmg時，帶電體對絕緣水平面無壓力，則v，選項 D正確。例4： 單擺擺長L，擺球質(zhì)量為m，帶有電荷q，在垂直于紙面向里的磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中擺動，當其向左、向右通過最低點時，線上拉力大小是否相等？解答：擺球所帶電荷等效于一個點電荷，它在磁場中擺動時受到重力mg，線的拉力F與洛倫茲力F，由于只有重力做功，故機械能守恒，所以擺球向左、向右通過最低點時的速度大小是相等的，設(shè)為V，向左通過最低點時洛倫茲力F豎直向下，根據(jù)牛頓第二定律，如圖4有圖4 故有當向右通過最低點時，洛倫茲力 的豎直向上，而大小仍為qvB，同理可得 顯然F1F2例：如圖所示，沒有磁場時電子束打在熒光屏正中的O點。為使電子束偏轉(zhuǎn),由安裝管頸的偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)磁場。 .如果要使電子束在水平方向偏離中心,打在熒光屏上的A點,偏轉(zhuǎn)磁場應(yīng)該沿什么方向? .如果要使電子束打在B點,磁場應(yīng)該沿什么方向 解答：由左手定則，中偏轉(zhuǎn)磁場應(yīng)該豎直向上中偏轉(zhuǎn)磁場應(yīng)該豎直向下。當堂達標1. 一個電子穿過某一空間而未發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則 （ ）A此空間一定不存在磁場 B此空間可能有方向與電子速度平行的磁場 C此空間可能有磁場 ，方向與電子速度垂直D以上說法都不對2. 一束帶電粒子沿水平方向飛過靜止的小磁針的正上方，小磁針也是水平放置，這時小磁針的南極向西偏轉(zhuǎn)，則這束帶電粒子可能是 （ ）A由北向南飛行的正離子束B由南向北飛行的正離子束C由北向南飛行的負離子束D由南向北飛行的負離子束 3.電子以速度v0垂直進入磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，則 （ ）A磁場對電子的作用力始終不做功B磁場對電子的作用力始終不變C電子的動能始終不變D電子的動量始終不變 第4題4.如圖所示，帶電粒子所受洛倫茲力方向垂直紙面向外的是 （ ）5.如圖所示，空間有磁感應(yīng)強度為B，方向豎直向上的勻強磁場，一束電子流以初速v從水平方向射入，為了使電子流經(jīng)過磁場時不偏轉(zhuǎn)（不計重力），則在磁場區(qū)域內(nèi)必須同時存在一個勻強電場，這個電場的場強大小與方向應(yīng)是 （ ）AB/v，方向豎直向上BB/v，方向水平向左CBv，垂直紙面向里 DBv，垂直紙面向外第5題第6題6.如圖所示，一帶負電的滑塊從粗糙斜面的頂端滑至底端時的速率為v,若加一個垂直紙面向外的勻強磁場，并保證滑塊能滑至底端，則它滑至底端時的速率 （ ）A變大 B變小 C不變 D條件不足，無法判斷7. 有一勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為1.2T，方向由南指向北，如有一質(zhì)子沿豎直向下的方向進入磁場，磁場作用在質(zhì)子上的力為9.610-14N，則質(zhì)子射入時速為 ,質(zhì)子在磁場中向方向偏轉(zhuǎn)。第8題8.質(zhì)量為0.1g的小物塊帶有510-4C的電荷,放在傾角為300且足夠長的光滑絕緣的斜面上,整個裝置放在磁感應(yīng)強度為0.5T的勻強磁場中,如圖所示.物塊由靜止下滑,滑到某個位置時離開斜面,求:物塊帶何種電荷?物塊剛離開斜面時的速度多大? 物塊從靜止到剛離開斜面的過程中做什么運動,斜面至少多長? 第9題9. 一種測量血管中血流速度的儀器原理圖,如圖所示,在動脈血管兩側(cè)分別安裝電極并加磁場,設(shè)血管直徑為2mm,磁場的磁感應(yīng)強度為0.080T,電壓表測出電壓為0.01V,則血流速度大小為多少?拓展提高1有關(guān)電荷所受電場力和洛倫茲力的說法中，正確的是 （ ）A電荷在磁場中一定受磁場力的作用B電荷在電場中一定受電場力的作用C電荷受電場力的方向與該處的電場方向一致D電荷若受磁場力，則受力方向與該處的磁場方向垂直2如果運動電荷在磁場中運動時除磁場力作用外不受其他任何力作用，則它在磁場中的運動可能是（ ）A勻速圓周運動 B勻變速直線運動第3題C變加速曲線運動 D勻變速曲線運動3電子束以一定的初速度沿軸線進入螺線管內(nèi)，螺線管中通以方向隨時間而周期性變化的電流，如圖所示，則電子束在螺線管中做 （ ）A勻速直線運動 B勻速圓周運動C加速減速交替的運動 D來回振動4帶電荷量為+q的粒子在勻強磁場中運動,下面說法中正確的是A只要速度大小相同,所受洛倫茲力就相同 ( )B如果把+q改為-q,且速度反向、大小不變,則洛倫茲力的大小不變C洛倫茲力方向一定與電荷速度方向垂直,磁場方向一定與電荷運動方向垂直D粒子只受到洛倫茲力的作用.不可能做勻速直線運動第5題5如圖，是電視機的像管的結(jié)構(gòu)示意圖,熒光屏平面位于坐標平面xoy，y軸是顯像管的縱軸線,位于顯像管尾部的燈絲被電流加熱后會有電子逸出,這些電子在加速電壓的作用下以很高的速度沿y軸向十y方向射出.構(gòu)成了顯像管的“電子槍”。如果沒有其他力作用,從電子槍發(fā)射出的高速電子將做勻速直線運動打到坐標原O使熒光屏的正中間出現(xiàn)一個亮點。當在顯像管的管頸處的較小區(qū)域(圖中B部分)加沿z方向的磁場 (偏轉(zhuǎn)磁場),亮點將偏離原點0而打在x軸上的某一點,偏離的方向和距離大小依賴于磁場的磁感應(yīng)強度B。為使熒光屏上出現(xiàn)沿x軸的一條貫穿全屏的水平亮線(電子束的水平掃描運動)，偏轉(zhuǎn)磁場的磁感應(yīng)強度隨時間變化的規(guī)律是圖中 ( )第5題6如圖所示，帶電小球在勻強磁場中沿光滑絕緣的圓弧形軌道的內(nèi)側(cè)來回往復(fù)運動，它向左或向右運動通過最低點時 （ ）第6題速度相同B加速度相同C所受洛倫茲力相同 D軌道給它的彈力相同7兩個帶電粒子以相同的速度垂直磁感線方向進入同一勻強磁場，兩粒子質(zhì)量之比為1：4，電荷量之比為1：2，則兩帶電粒子受洛倫茲力之比為 （ ）A2：1B1：1C1：2D1：4 8.如圖所示，傾角為的光滑絕緣斜面,處在方向垂直斜面向上的勻強磁場和方向未知的勻強電場中,有一質(zhì)量為m、帶電荷量為一q的小球，恰可在斜面上做勻速圓周運動、其角速度為，那么，勻強磁場的磁感應(yīng)強度的大小為 ，未知電場的最小場強的大小為 ，方向沿 。9質(zhì)量為m ,帶電荷量為q的粒子,在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中做勻速圓周運動,其圓周半徑為r,則粒子受到的洛倫茲力為 ,表示這個帶電粒子運動而形成的環(huán)形電流的電流大小為 。第11題10如圖所示，一個質(zhì)量為m帶正電的帶電體電荷量為q，緊貼著水平絕緣板的下表面滑動，滑動方向與垂直紙面的勻強磁場B垂直，則能沿絕緣面滑動的水平速度方向_，大小v應(yīng)不小于_，若從速度v0開始運動，則它沿絕緣面運動的過程中，克服摩擦力做功為_。 第10題第10題第8題11如圖所示，帶電液滴從h高處自由落下，進入一個勻強電場與勻強磁場互相垂直的區(qū)域，磁場方向垂直紙面，電場強度為E，磁感應(yīng)強度為B，已知液滴在此區(qū)域中做勻速圓周運動，則圓周的半徑R=_。12如圖所示，在xOy平面內(nèi)，電荷量為q、質(zhì)量為m的電子從原點O垂直射入磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，電子的速度為v0，方向與x軸正方向成30角，則電子第一次到達x軸所用的時間是多少?這時電子在x軸的位置距原點的距離是多少?第12題13如圖所示，質(zhì)量m=0.1g的小球，帶有q=510-4C的正電荷，套在一根與水平方向成=37的絕緣桿上，小球可以沿桿滑動，與桿間的動摩擦因數(shù)=0.4，這個裝置放在磁感應(yīng)強度B=0.5T的勻強磁場中，求小球無初速釋放后沿桿下滑的最大加速度和最大速度。第13題學后反思： 你對學案的意見： 課后作業(yè)：思考“問題與練習” 2、3、4第五節(jié) 磁場對運動電荷的作用力答案自主學習1 洛倫茲力2 垂直穿入 正電荷運動 反方向 洛倫茲力3 FqvBsin4 不做功 改變5 馬鞍形同步檢測1、B；2、AD；3、C；4、C；5、C；6、B；7、m/s,方向向東偏轉(zhuǎn)；8、負電, 3.3m/s, 勻加速,1.1m；9、625m/s拓展提高1、2、3、4、5、6、B7、C8、 沿斜面向下9、B2q2r/m. Bq2/(2m) 10、水平向右，11、12、， .13、6ms2. 9.2ms