高中物理 第三章 磁场 3.5 运动电荷在磁场中受到的力学案 新人教版选修3-1-新人教版高二选修3-1物理学案

5 运动电荷在磁场中受到的力学习目标1.知道什么是洛伦兹力.利用左手定则判断洛伦兹力的方向.2.知道洛伦兹力大小的推理过程.3.掌握垂直进入磁场方向的带电粒子,受到洛伦兹力大小的计算.4.了解 v 和 B 垂直时的洛伦兹力大小及方向判断.理解洛伦兹力对电荷不做功.自主探究1.阴极射线管接到高压电源后, 会发射 ,电子在 作用下飞向 ,电子飞过挡板上的扁平狭缝后形成一个 . 2.洛伦兹力是 . 3.洛伦兹力的方向的判断——左手定则: 4.洛伦兹力的大小: . 合作探究一、回顾复习前面我们学习了磁场对电流的作用力,下面思考两个问题:1.如图,判定安培力的方向若已知图中 B=4.0×10-2 T,导线长 L=10 cm,I=1 A.求导线所受的安培力大小.2.什么是电流?二、新课教学磁场对电流有力的作用,电流是由电荷的定向移动形成的,我们会想到:这个力可能是作用在运动电荷上的,而安培力是作用在运动电荷上的力的宏观表现.1观察磁场阴极射线在磁场中的偏转实验现象结论:电子射线管发出的电子束,如图甲中的径迹是 .把电子射线管放在蹄形磁铁的磁场中,如图乙所示,电子束的径迹向 发生了偏转,若调换磁铁南北极的位置,则电子束的径迹会向 偏转. 1.洛伦兹力的方向和大小(1)洛伦兹力的定义: 如图运动电荷在磁场中受到洛伦兹力的作用,那么洛伦兹力的方向如何判断呢?(2)洛伦兹力的方向——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;让磁感线从掌心进入,并使四指指向 运动的方向,这时拇指所指的方向就是运动的 的方向. 特别提示:① 洛伦兹力的方向总是垂直于 B 和 v 决定的平面.B 与 v 可以垂直,也可以不垂直.② 因为洛伦兹力方向总是与速度方向垂直,所以洛伦兹力一个重要特点就是对带电粒子不做功,它只会改变速度的方向而不会改变速度的大小.③ 正电荷运动方向应与左手四指指向一致,负电荷运动方向则应与左手四指指向相反(先确定负电荷形成电流的方向,再用左手定则判定).【课堂练习】试判断如图中所示的带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向.2(3)洛伦兹力的大小设有一段长度为 L 的通电导线,横截面积为 S,导线每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,定向移动的平均速率为 v,将这段导线垂直于磁场方向放入磁感应强度为 B 的磁场中.① 这段导线中电流 I 的微观表达式 I= . ② 这段导体所受的安培力 F 安= . ③ 这段导体中含有多少自由电荷数为 ④ 每个自由电荷所受的洛...