人教版选修(3-1)3.5《运动电荷在磁场中受到的力》word学案

3.5《运动电荷在磁场中受到的力》导学案

【学习目标】

1、知道什么是洛伦兹力，知道电荷运动方向与磁场方向平行时，洛伦兹力为零；运动方向与磁场方向垂直时，洛伦兹力最大，大小为f=qvB 。

2、用左手定则熟练判定洛伦兹力的方向。

【重点难点】

洛伦兹力的大小、方向，左手定则。

【学法指导】

认真阅读教材，观察插图，体会磁场对运动电荷的作用力大小与什么因素有关？力的方向有什么特点？

【知识链接】

安培力的大小和方向是怎样的？

【学习过程】

1、洛仑兹力

叫洛仑兹力。通电导线所受到的安培力实际上是作用在运动电荷上的洛仑兹力的。

2、洛仑兹力的方向

用左手定则判定。应用左手定则要注意：

（1）判定负电荷运动所受洛仑兹力的方向，应使四指指向电荷运动的方向。

（2）洛仑兹力的方向总是既垂直于又垂直于，即总是垂直于所决定的平面。但在这个平面内电荷运动方向和磁场方向却不一定垂直，当电荷运动方向与磁场方向不垂直时，应用左手定则不可能使四指指向电荷运动方向的同时让磁感线垂直穿入手心，这时只要磁感线从手心穿入即可。

3、洛仑兹力的大小

f= ，其中θ是带电粒子的运动方向与磁场方向的夹角。

（1）当θ=90°，即v的方向与B的方向垂直时，f= ，这种情况下洛仑兹力。

（2）当θ=0°，即v的方向与B的方向平行时，f= 最小。

（3）当v=0，即电荷与磁场无相对运动时，f= ，表明了一个重要结论：磁场只对相对于磁场运动的电荷有作用力，而对相对磁场静止的电荷没有作用力。

4、洛仑兹力作用效果特点

由于洛仑兹力总是垂直于电荷运动方向，因此洛仑兹力总是功。它只能改变运动电荷的速度（即动量的方向），不能改变运动电荷的速度（或动能）。

【训练测试】

1.(2009·南通高二检测)以下说法正确的是()

A．电荷处于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．洛伦兹力对运动电荷一定不做功

D．洛伦兹力可以改变运动电荷的速度大小

2．一个运动电荷通过某一空间时，没有发生偏转，那么就这个空间是否存在电场或磁场，下列说法中正确的是() A．一定不存在电场

B．一定不存在磁场

C．一定存在磁场

D．可以既存在磁场，又可以存在电场

3．在你身边，若有一束电子从上而下运动，在地磁场的作用下，它将() A．向东偏转B．向西偏转

C．向北偏转D．向南偏转

4．一个长螺线管中通有交流电，把一个带电粒子沿管轴线射入管中，不计重力，粒子将在管中() A．做圆周运动B．沿轴线来回运动

C．做匀加速直线运动D．做匀速直线运动

5．右图为一“滤速器”装置的示意图．a、b为水平放置的平行金属板，一束具有各种不同速率的电子沿水平方向经小孔O进入a、b两板之间．为了选取具有某种特定速率的电子，可在a、b间加上电压，并沿垂直于纸面的方向加一匀强磁场，使所选电子仍能够沿水平直线OO′运动，由O′射出．不计重力作用，可能达到上述目的的办法是()

A．使a板电势高于b板，磁场方向垂直纸面向里

B．使a板电势低于b板，磁场方向垂直纸面向里

C．使a板电势高于b板，磁场方向垂直纸面向外

D．使a板电势低于b板，磁场方向垂直纸面向外

【参考答案】

1．答案：C

2．答案：D

解析：当运动电荷运动方向与电场线方向相同或运动方向与磁感线平行，均不会发生偏转．

3．答案：B

解析：由左手定则判定．

4．答案：D

解析：通有交流电的螺线管内部磁场方向始终与轴线平行，带电粒子沿着磁感线运动时不受洛伦兹力，所以应一直保持原运动状态不变．

5．答案：AD

【学习反思】

安培力能对导体做功吗？洛伦兹力能对运动电荷做功吗？应怎样理解？