第5节磁场对运动电荷的作用力 教学设计VIP免费

第5节磁场对运动电荷的作用力【学习目标】1．知道什么是洛伦兹力.2．利用左手定则会判断洛伦兹力的方向.3．知道洛伦兹力大小的推理过程.4．掌握洛伦兹力大小的计算.【活动过程】活动一：复习──磁场对通电导线的作用1．安培力的方向左手定则2．安培力的大小⑴磁感应强度的方向与通电导线平行时：⑵磁感应强度的方向与通电导线垂直时：⑶磁感应强度的方向与通电导线夹角为θ时，大小方向仍可用定则判定。对公式F＝BIL的理解★只适用匀强磁场★不仅与B、I、L有关，还与放置方式有关★L是有效长度，不一定是导线实际长度例1：将长度为20cm、通有O.1A电流的直导线放入一匀强磁场中，电流与磁场的方向如图所示.已知磁感应强度为1T，试求下列各图中导线所受安培力的大小并在图中标明方向.(1)FA=________N.(2)FB=________N.(3)FC=________N.(4)FD=________N.活动二：洛仑兹力的大小和方向【知识梳理】：1．洛伦兹力的方向：(1)判断方法:用左手定则判定。注意：四指代表电流方向，即正电荷的运动方向或负电荷运动的反方向.(2)方向特点:F⊥B,F⊥v,即F垂直决定的平面.(注意B和v可以有任意夹角)例2.试判断下列各图带电粒子所受洛仑兹力的方向、或带电粒子的电性、或粒子运动方向：2．洛仑兹力的大小(1)v∥B时，洛仑兹力f=(2)v⊥B时，洛仑兹力f=(3)v=0时，洛仑兹力f=例3.如下图所示，粒子所带电量都为q，都以相同的速率射入磁感强度为B的匀强磁场中，则各图所受的洛仑兹力的大小。①②③。即时训练：例4：一段粗细均匀的导体长为L，横截面积为S，如图所示，导体单位体积内的自由电子数为n，电子电荷量为e，通电后，电子定向运动的速度大小为v．（1）请用n、e、S、v表示流过导体的电流大小I．（2）若再在垂直导体的方向上加一个空间足够大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，试根据导体所受安培力F=BIL推导出导体中某一自由电子所受的洛伦兹力大小的表达式．活动三：带电粒子在匀强磁场中的运动【知识梳理】：1.v∥B时,带电粒子不受洛仑兹力,在匀强磁场中做运动2.v⊥B时,带电粒子仅受洛仑兹力作用,在垂直于磁感应线的平面内以入射速度v做运动注：由于洛伦兹力f始终与速度v垂直，因此f只改变速度方向而不改变速度大小（即洛伦兹力不做功）。当运动电荷垂直磁场方向进入磁场时仅受洛伦兹力作用，因此一定做匀速圆周运动。(1)向心力由洛仑兹力提供:qvB=(2)轨道半径公式:R=(3)周期(与速度,轨道半径无关)(4)频率f=(5)角速度w==例5.如图所示，在垂直于纸面向内的匀强磁场中，垂直于磁场方向发射出两个电子1和2，其速度分别为v1和v2．如果v2＝2v1，则1和2的轨道半径之比r1：r2及周期之比T1：T2分别为[]A．r1：r2＝1：2，T1：T2＝1：2B．r1：r2＝1：2，T1：T2＝1：1C．r1：r2＝2：1，T1：T2＝1：1D．r1：r2＝1：1，T1：T2＝2：1例6.在匀强磁场中，一个带电粒子作匀速圆周运动，如果又顺利垂直进入另一磁感强度是原来磁感强度2倍的匀强磁场中，则（）A．粒子的速率加倍，周期减半；B．粒子的速率不变，轨道半径减半；C．粒子的速率减半，轨道半径变为原来的1/4；D．粒子的速率不变，周期减半。例7．速率相同的电子垂直磁场方向进入四个不同的磁场，其轨迹如图所示，则磁场最强的是()【巩固练习】：1．有关洛仑兹力和安培力的描述，正确的是（）A．通电直导线在匀强磁场中一定受到安掊力的作用B．安培力是大量运动电荷所受洛仑兹力的宏观表现C．带电粒子在匀强磁场中运动受到的洛仑兹力做正功D．通电直导线在磁场中受到的安培力方向与磁场方向平行2．带电粒子垂直匀强磁场方向运动时，会受到洛伦兹力的作用．下列表述正确的是()A．洛伦兹力对带电粒子做功B．洛伦兹力不改变带电粒子的动能C．洛伦兹力的大小与速度无关D．洛伦兹力不改变带电粒子的速度方向3．下列说法中正确的是()A．电荷在磁场中一定受到洛伦兹力B．运动电荷在磁场中一定受到洛伦兹力C．某运动电荷在某处未受到洛伦兹力，该处的磁感应强度一定为零D．洛伦兹力可以改变运动电荷的运动方向4．一个运动电荷通过某一空间时，没有发生偏转，那么这个空间是否存在电场或磁场，下列说法正确的是：A.一定不存在电场B.一定不存在磁场C.一定存在磁场D....