2019-2020學(xué)年高中物理第二章電流與磁場(chǎng)3磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力學(xué)案教科版1-1

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力1。認(rèn)識(shí)洛倫茲力．2。會(huì)用左手定則判斷洛倫茲力的方向．3.認(rèn)識(shí)電子束磁偏轉(zhuǎn)原理及其在技術(shù)上的應(yīng)用．4。初步認(rèn)識(shí)顯像管的工作原理．[學(xué)生用書P18］一、洛倫茲力-—磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力1．定義：磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力叫洛倫茲力．2．洛倫茲力與安培力的關(guān)系通電導(dǎo)線碰到的安培力，是導(dǎo)線中定向運(yùn)動(dòng)的電荷碰到的洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)．3．洛倫茲力的方向左手定則：張開左手,使大拇指跟其余四指垂直，且處于同一平面內(nèi)，讓磁感線垂直穿下手心，四指指向正電荷運(yùn)動(dòng)的方向，那么，拇指所指的方向就是正電荷所受洛倫茲力的方向．4．洛倫茲力的大小當(dāng)電荷的運(yùn)動(dòng)方向與磁感線垂直時(shí),磁場(chǎng)越強(qiáng)，電荷帶電量越大，-1-學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精運(yùn)動(dòng)速度越大，電荷碰到的洛倫茲力就越大．二、電子束在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)的應(yīng)用教材P24圖是電視機(jī)顯像管的基本結(jié)構(gòu)．電視機(jī)顯像管中電子束的偏轉(zhuǎn)利用的就是運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中碰到洛倫茲力的道理來工作的．洛倫茲力方向的判斷[學(xué)生用書P18］1．張開左手，使大拇指跟其余四指垂直，且處于同一平面內(nèi),讓磁感線垂直穿下手心，四指指向正電荷運(yùn)動(dòng)的方向（負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的反方向),則大拇指所指的方向就是正（負(fù))電荷所受的洛倫茲力的方向．2．不論磁場(chǎng)的方向與運(yùn)動(dòng)電荷的速度的方向可否垂直,洛倫茲力的方向總與速度v的方向垂直，總與磁場(chǎng)B的方向垂直，即洛倫茲力的方向總是垂直于B和v決定的平面．如圖是表示磁場(chǎng)磁感覺強(qiáng)度B、負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)方向v和磁場(chǎng)對(duì)電荷洛倫茲力F的互有關(guān)系圖,這四個(gè)圖中正確的選項(xiàng)是(B、v、F兩兩垂直)（)-2-學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精[剖析]由左手定則可判斷選項(xiàng)A、B、C正確．[答案］ABC1。如圖為陰極射線管的結(jié)構(gòu)表示圖,陰極射線發(fā)出的電子束在陰極和陽極間強(qiáng)電場(chǎng)的作用下沿直線運(yùn)動(dòng)，若是在射線管所在地域內(nèi)加上垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則電子束的偏轉(zhuǎn)方向?yàn)? )A．豎直向上偏轉(zhuǎn)B．豎直向下偏轉(zhuǎn)C．垂直紙面向里偏轉(zhuǎn)D．垂直紙面向外偏轉(zhuǎn)剖析：選B.帶電粒子所受洛倫茲力的方向可用左手定則判斷．在-3-學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精用左手定則判斷洛倫茲力方向時(shí),四指應(yīng)指向電子運(yùn)動(dòng)的反方向,磁場(chǎng)垂直穿過手心,則大拇指所指的方向即為洛倫茲力的方向．運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)[學(xué)生用書P19]1．帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的勻速直線運(yùn)動(dòng)若帶電粒子的速度方向與磁場(chǎng)方向平行(相同或相反），此時(shí)帶電粒子所碰到的洛倫茲力為零，帶電粒子將以入射速度v做勻速直線運(yùn)動(dòng)．2．帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的勻速圓周運(yùn)動(dòng)若帶電粒子垂直磁場(chǎng)方向進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，由于洛倫茲力向來和運(yùn)動(dòng)方向垂直，因此不改變速度的大小，但不停地改變速度的方向，因此帶電粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力供應(yīng)了帶電粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力．一個(gè)電子穿過某一空間而未發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則（)A．此空間必然不存在磁場(chǎng)B．此空間可能有磁場(chǎng)，方向與電子速度平行C．此空間可能有磁場(chǎng)，方向與電子速度垂直D．此空間可能有正交的磁場(chǎng)和電場(chǎng)，它們的方向均與電子速度垂直-4-學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精［剖析]依照對(duì)洛倫茲力的說明可知:當(dāng)v的方向與磁感覺強(qiáng)度的方向平行時(shí)，運(yùn)動(dòng)電荷不受洛倫茲力的作用，帶電粒子依舊以速度v做勻速直線運(yùn)動(dòng)．因此一個(gè)電子穿過某一空間而未發(fā)生偏轉(zhuǎn)不能夠說此空間必然不存在磁場(chǎng)，只能說此空間可能有磁場(chǎng)，方向與電子速度方向平行，也許說此空間可能有正交的磁場(chǎng)和電場(chǎng)，它們的方向均與電子速度方向垂直,以致電子所受合力為零．因此,本題的正確選項(xiàng)為B、D.[答案]BD2.以下列圖是電視機(jī)中顯像管的偏轉(zhuǎn)線圈表示圖，它由繞在磁環(huán)上的兩個(gè)相同的線圈串通而成,線圈中通如同下列圖方向的電流．當(dāng)電子束從紙里經(jīng)磁環(huán)中心向紙外射來時(shí)(圖中用符號(hào)“·”表示電子束），它將（)A．向上偏轉(zhuǎn)B．向下偏轉(zhuǎn)C．向右偏轉(zhuǎn)D．向左偏轉(zhuǎn)剖析：選A。由右手定則判斷在偏轉(zhuǎn)線圈內(nèi)部存在水平向左的磁場(chǎng),再由左手定則判斷電子束向上偏轉(zhuǎn)．-5-學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精［隨堂檢測(cè)］［學(xué)生用書P19］1．以下說法正確的選項(xiàng)是（)A．運(yùn)動(dòng)電荷在磁感覺強(qiáng)度不為零的地方,必然碰到洛倫茲力作用B．運(yùn)動(dòng)電荷在某處不受洛倫茲力作用，則該處的磁感覺強(qiáng)度一定為零C．洛倫茲力既不能夠改變帶電粒子的動(dòng)能，也不能夠改變帶電粒子的速度D．洛倫茲力對(duì)帶電粒子永不做功剖析:選D.運(yùn)動(dòng)電荷不受洛倫茲力有兩種狀況，一種是磁感覺強(qiáng)度為零，一種是速度方向與磁場(chǎng)平行．洛倫茲力不做功，不改變速度的大小，但能夠改變速度的方向．2．將空心線圈通以大小和方向都在改變的電流，由其某一端沿中心軸線方向射入一束電子流，則電子流在線圈內(nèi)的運(yùn)動(dòng)狀況是(）A．往來運(yùn)動(dòng)B．勻速直線運(yùn)動(dòng)C．勻變速直線運(yùn)動(dòng)D．勻速圓周運(yùn)動(dòng)剖析：選B。依照通電螺線管的磁場(chǎng)特點(diǎn)，沿中心軸線射入的電子流與磁場(chǎng)平行，該束電子流不受磁場(chǎng)力，故電子束做勻速直線運(yùn)-6-學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精動(dòng)．3．帶電粒子(重力不計(jì)）穿過飽和蒸汽時(shí)，在它走過的路徑上飽和蒸汽便凝成小液滴，從而顯示出粒子的徑跡,這是云室的原理,如圖是云室的拍攝照片，云室中加了垂直于照片向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，圖中Oa、Ob、Oc、Od是從O點(diǎn)發(fā)出的四種粒子的徑跡,以下說法中正確的選項(xiàng)是(）A．四種粒子都帶正電B．四種粒子都帶負(fù)電C．打到a、b點(diǎn)的粒子帶正電D．打到c、d點(diǎn)的粒子帶正電剖析:選D.由左手定則知打到a、b點(diǎn)的粒子帶負(fù)電,打到c、d點(diǎn)的粒子帶正電，D正確．4．在以下列圖的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)共存的地域內(nèi)，水平向右射入的電子可能沿水平方向做直線運(yùn)動(dòng)的是(）剖析:選BC。電子若要在水平方向做直線運(yùn)動(dòng)，其碰到的電場(chǎng)力-7-學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精知洛倫茲力的合力應(yīng)為零或沿水平方向．A項(xiàng)中，電子碰到的電場(chǎng)力水平向左，洛倫茲力豎直向下,故A錯(cuò)；B項(xiàng)中，電子不受洛倫茲力，電場(chǎng)力水平向左，故B對(duì)；C項(xiàng)中，電場(chǎng)力豎直向上，洛倫茲力豎直向下，當(dāng)兩力大小相等時(shí)，電子將做直線運(yùn)動(dòng)，故C對(duì)；D項(xiàng)中,電場(chǎng)力豎直向上，洛倫茲力豎直向上，故D錯(cuò)．［課時(shí)作業(yè)][學(xué)生用書P74（單獨(dú)成冊(cè)）］一、選擇題1．關(guān)于電場(chǎng)力與洛倫茲力,以下說法正確的選項(xiàng)是（)A．電荷只要處在電場(chǎng)中，就會(huì)碰到電場(chǎng)力，而電荷靜止在磁場(chǎng)中，有可能碰到洛倫茲力B．電場(chǎng)力對(duì)在其電場(chǎng)中的電荷可能會(huì)做功，而洛倫茲力對(duì)在其磁場(chǎng)中的電荷卻必然不做功C．電場(chǎng)力與洛倫茲力相同，受力方向都在電場(chǎng)線和磁感線上D．只有運(yùn)動(dòng)的電荷在磁場(chǎng)中才會(huì)碰到洛倫茲力的作用剖析：選BD.依照洛倫茲力的產(chǎn)生條件可知：靜止的電荷在磁場(chǎng)中不會(huì)碰到洛倫茲力作用，運(yùn)動(dòng)的電荷在磁場(chǎng)中可能碰到洛倫茲力的作用，故A選項(xiàng)錯(cuò)誤，D選項(xiàng)正確；電場(chǎng)力對(duì)在其電場(chǎng)中的電荷可能做功，但洛倫茲力對(duì)在其磁場(chǎng)中的電荷向來不做功，故B選項(xiàng)-8-學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精正確；電場(chǎng)力與洛倫茲力方向總與磁場(chǎng)方向垂直,不會(huì)沿磁感線方向，故C選項(xiàng)錯(cuò)誤．2．在圖中，洛倫茲力的方向判斷不正確的選項(xiàng)是(）剖析：選C.由左手定則能夠判斷A、B、D選項(xiàng)正確，只有C選項(xiàng)不對(duì)，當(dāng)電荷運(yùn)動(dòng)的方向與磁場(chǎng)平行時(shí)不受洛倫茲力．3．以下列圖，將一陰極射線管置于一通電螺線管的正上方且在同一水平面內(nèi),則陰極射線將（)A．向外偏轉(zhuǎn)B．向里偏轉(zhuǎn)C．向上偏轉(zhuǎn)D．向下偏轉(zhuǎn)剖析：選A.由安培定則:螺線管的上端為S極，下端為N極，磁感線從上面穿過陰極射線管,又由陰極射線管發(fā)射的是電子結(jié)合安培定則易知，陰極射線向外偏轉(zhuǎn)，因此選A選項(xiàng)．-9-學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精4．一個(gè)電子在赤道上空由東向西翱翔，地球磁場(chǎng)對(duì)它的作用力方向是(）A．向下B．向上C．向南D．向北剖析：選B。赤道上空地磁場(chǎng)的方向由南指向北，電子帶負(fù)電,用左手定則可判斷電子碰到的洛倫茲力方向向上．5．以下列圖,電子槍射出的電子束進(jìn)入示波管，在示波管正下方有豎直放置的通電環(huán)形導(dǎo)線，則示波管中的電子束將(）A．向上偏轉(zhuǎn)B．向下偏轉(zhuǎn)C．向紙外偏轉(zhuǎn)D．向紙里偏轉(zhuǎn)剖析：選A.由安培定則可知，環(huán)形導(dǎo)線在示波管處產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，由左手定則可判斷，電子碰到的洛倫茲力向上，故A選項(xiàng)正確．6．以下列圖，在正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和磁場(chǎng)的地域內(nèi)（磁場(chǎng)水平向里)，有一離子恰能沿直線飛過此地域(不計(jì)離子重力)（）-10-學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精A．若離子帶正電,E方向應(yīng)向下B．若離子帶負(fù)電，E方向應(yīng)向上C．若離子帶正電，E方向應(yīng)向上D．不論離子帶何種電，E方向都向下剖析：選AD.可用假設(shè)法，設(shè)離子帶正電,則受向上的洛倫茲力、向下的電場(chǎng)力,故電場(chǎng)方向向下；同理,若離子帶負(fù)電，受向下的洛倫茲力、向上的電場(chǎng)力，則電場(chǎng)方向也向下．故A、D正確,B、C錯(cuò)誤．7．以下列圖,宇宙射線中存在高能帶電粒子，若是大氣層被破壞，這些粒子就會(huì)到達(dá)地球,從而給地球上的生命帶來危害，依照地磁場(chǎng)的分布特點(diǎn)，判斷以下說法中正確的選項(xiàng)是(）A．地磁場(chǎng)對(duì)直射地球的宇宙射線的阻截作用在南北兩極最強(qiáng)，赤道周邊最弱B．地磁場(chǎng)對(duì)直射地球的宇宙射線的阻截作用在赤道周邊最強(qiáng),-11-學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精兩極最弱C．地磁場(chǎng)對(duì)宇宙射線的阻截作用在地球周圍各處相同D．地磁場(chǎng)對(duì)宇宙射線無阻截作用剖析：選B。當(dāng)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向與磁感線的方向在一條直線上時(shí),磁場(chǎng)對(duì)它沒有作用力，當(dāng)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向與磁感線的方向垂直時(shí)，磁場(chǎng)對(duì)它的作用力最大．依照地磁場(chǎng)的方向和宇宙射線的入射方向不難判斷，選項(xiàng)B正確．8．一長方形金屬塊放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，今將金屬塊通以以下列圖的電流，則MN兩極的電勢(shì)高低狀況是（）A．φM＝φNB．φM＞φNC．φM＜φND．無法比較剖析：選C.金屬塊通有向右的電流時(shí)，所受安培力方向應(yīng)是豎直向上．由于金屬塊內(nèi)運(yùn)動(dòng)的是電子,故電子碰到向上的洛倫茲力的作用，M極齊聚的是負(fù)電荷,因此電必然低于N極．9．以下列圖，用絕緣線拴一絕緣小球，線上端固定于O點(diǎn)，線長為l，小球帶正電．當(dāng)小球擺過豎直線OC時(shí)，便進(jìn)入或走開一-12-學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的方向垂直于小球的搖動(dòng)平面，擺球沿著圓弧來回?fù)u動(dòng)．以下說法中正確的選項(xiàng)是(）A．A點(diǎn)和B點(diǎn)處在同一個(gè)水平面上B．A點(diǎn)和B點(diǎn)處線的拉力大小是相同的C．小球向右或向左擺過D點(diǎn)時(shí)，洛倫茲力相同D．小球向右或向左擺過D點(diǎn)時(shí)，線的拉力相同大剖析：選AB.由于洛倫茲力不做功，此小球在搖動(dòng)過程中只有重力做功,機(jī)械能守恒，故A和B處于同一水平面上,A項(xiàng)正確；由于A點(diǎn)和B點(diǎn)處于對(duì)稱地址，速度又為零，繩對(duì)球的拉力和球的重力沿繩方向的合力大小相等，故B項(xiàng)正確；小球向左或向右經(jīng)過D處的速度大小相等、方向相反,洛倫茲力大小相等、方向相反,故C項(xiàng)錯(cuò)誤；而向左或向右經(jīng)過D處的速度方向相反,洛倫茲力方向相反，但向心力的大小倒是相等的,因此拉力不一樣樣大，故D項(xiàng)