第2节 磁场对运动电荷的作用力 (赋能课—精细培优科学思维) 课标要求 学习目标 1.通过实验,认识洛伦兹力。2.能判断洛伦兹力的方向,会计算洛伦兹力的大小。 1.掌握洛伦兹力的概念、大小和方向。2.经历由安培力的表达式推导洛伦兹力表达式的过程,了解宏观与微观的联系。3.通过演示实验,观察电子束在磁场中的偏转,认识洛伦兹力。4.了解洛伦兹力在电视显像管中的应用。 一、洛伦兹力的方向 1.洛伦兹力:_____在磁场中受到的力。 2.洛伦兹力方向的判断 左手定则:伸开左手,使拇指与其余四个手指_____,并且都与手掌在同一个平面内;让_____从掌心垂直进入,并使四指指向_____电荷运动的方向,这时_____所指的方向就是运动的正电荷在磁场中所受_____的方向。 (1)正电荷所受洛伦兹力方向用左手定则判断,和安培力的方向判断方法类似。 (2)负电荷所受洛伦兹力的方向与正电荷相反。 二、洛伦兹力的大小 1.电荷量为q的粒子以速度v运动时,如果速度方向与磁感应强度B的方向_____,则F=_____。 2.当电荷运动的方向与_____的方向夹角为θ时,F=_____。 3.当电荷沿磁场方向运动(即θ=0或v∥B)时,F=_____。 三、电子束的磁偏转 1.显像管的构造:如图所示,由电子枪、_____和荧光屏组成。 2.显像管的原理 (1)电子枪_____。 (2)磁场使电子束_____。 (3)荧光屏被电子束撞击发光。 磁偏转的原因是洛伦兹力的方向与粒子速度方向始终垂直。 [微情境·大道理] 1.观察阴极射线管中电子束的运动,判断电子束的偏转情况。 (1)没有加磁场时,电子束呈_____。 (2)加上磁场时,电子束的径迹发生_____。 (3)改变磁场方向,使其与原来方向相反,电子束会向_____弯曲。 2.如图是导体中的电流所受安培力和导体中定向运动的带电粒子所受洛伦兹力示意图,怎样由此图推导洛伦兹力的公式? 强化点(一) 洛伦兹力方向的判断 任务驱动 如图是磁流体发电机的装置示意图,等离子体中含有大量的正、负带电粒子,思考下列问题: (1)等离子体喷入磁场,正、负粒子偏转方向是否相同? (2)A、B板哪一个是电源的正极? [要点释解明] 1.决定洛伦兹力方向的三个因素:电荷的正负、速度方向、磁感应强度的方向。当电性一定时,其他两个因素如果一个反向,则洛伦兹力反向;若两个因素都反向,则洛伦兹力方向不变。 2.洛伦兹力的方向总是与电荷运动的方向和磁场方向垂直,即洛伦兹力的方向总是垂直于运动电荷速度方向和磁场方向确定的平面。即F、B、v三个量的方向关系是:F⊥B,F⊥v,但B与v不一定垂直。 3.由于洛伦兹力始终与速度方向垂直,故洛伦兹力永不做功。 4.用左手定则判定负电荷在磁场中运动所受的洛伦兹力方向时,应注意将四指指向负电荷运动的反方向。 [典例] (多选)如图所示,一只阴极射线管,左侧不断有电子射出,若在管的正下方放一通电直导线AB时,发现电子束的径迹向下偏,则( ) A.导线中的电流从A流向B B.导线中的电流从B流向A C.若要使电子束的径迹向上偏,可以通过改变AB中的电流方向来实现 D.电子束的径迹与AB中的电流方向无关 听课记录: /误区警示/ 判断洛伦兹力方向时的易错点 (1)注意电荷的正负,尤其是判断负电荷所受洛伦兹力方向时,四指应指向负电荷运动的反方向。 (2)洛伦兹力的方向一定垂直于B和v所决定的平面。 [题点全练清] 1.(2024·北京延庆期末)(多选)阴极射线管中电子束由阴极沿x轴正方向射出,在荧光屏上出现如图所示的一条亮线。要使该亮线向z轴正方向偏转,可以( ) A.加上沿y轴正方向的磁场 B.加上沿y轴负方向的磁场 C.加上沿z轴正方向的电场 D.加上沿z轴负方向的电场 2.(选自粤教版教材课后练习)试判定图中各带电粒子所受洛伦兹力的方向或带电粒子的运动方向。 强化点(二) 洛伦兹力大小 ... ...
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