运动电荷在磁场中受到的力-洛伦兹力教学设计
§3.5 运动电荷在磁场中受到的力-洛伦兹力教学设计
执教人：朱娇红
一、教学目标
（一）知识与技能
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.
（二）过程与方法
通过观察，形成洛伦兹力的概念，同时明确洛伦兹力与安培力的关系(微观与宏观)，洛伦兹力的方向也可以用左手定则判断。通过思考与讨论，推导出洛伦兹力的大小公式F=qvBsinθ。最后了解洛伦兹力的应用。
（三）情感态度与价值观
引导学生进一步学会观察、分析、推理，培养学生的科学思维和研究方法。让学生认真体会科学研究最基本的思维方法:“推理—假设—实验验证”。
二、重点与难点：
重点：1.利用左手定则会判断洛伦兹力的方向.
2.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.
3.这一节承上(安培力)启下(带电粒子在磁场中的运动)，是本章的重点
难点：1.洛伦兹力对带电粒子不做功.
2.洛伦兹力方向的判断.
三、教具：多媒体
四、导学过程：
提出问题：极光的怎样形成的？
（一）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：
如图判定安培力的方向（让学生上做）
B
（二）新课讲解
<一>磁场对运动电荷的作用力
［教师讲述］什么是电流？
［学生答］电荷的定向移动形成电流.
［教师讲述］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.
［播放视频］美丽的极光
由此导入课题：运动电荷在磁场中受到的力
［演示实验］观察磁场阴极射线在磁场中的偏转。
［教师］说明电子射线管的原理：
说明阴极射线是灯丝加热放出电子，电子在加速电场的作用下高速运动而形成的电子流，轰击到长条形的荧光屏上激发出荧光，可以显示电子束的运动轨迹，磁铁是用来在阴极射线周围产生磁场的，还应明确磁场的方向。
［实验结果］在没有外磁场时，电子束沿直线运动，条形磁铁靠近
电子射线管，发现电子束运动轨迹发生了弯曲。
［学生分析得出结论］磁场对运动电荷有作用.
★. 洛仑兹力
1、定义：运动电荷在磁场中受到的作用力，叫洛伦兹力。记作F 洛。
2．洛仑兹力与安培力的关系：作用于通电导线上的安培力就是作用于运动电荷上的洛仑兹力的合力。
宏观上：安培力 F(B →I)
对象：整个导线
微观上：洛仑兹力 f(B →q ）
对象: 单个电荷
［教师］介绍洛伦兹
［问题］下列电荷位于磁场中，受到洛伦兹力的作用吗？ 总结：洛伦兹力产生的条件
1、v ≠0
2、v 不//B
<二>洛伦兹力的方向
（1）洛伦兹力方向的判断——左手定则
（2）洛伦兹力F 与v 、B 三者间的空间方向关系：F ⊥B ，又F ⊥v ，故F ⊥B v 平面
“左手定则”
手心： 磁感线垂直穿入 （B ）
四指方向:正电荷运动方向（V ）
B
大拇指方向: 洛仑兹力方向（ f ）
注：四指所指的是正电荷运动的方向，若为负电荷应使四指指向负电荷运动的反方向。
课堂练习一
试判断下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.
<三>洛伦兹力的大小
［问题］洛伦兹力与安培力有什么关系？
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.
［问题］导线中的电流？
［问题］所受到的安培力？
［问题］单个运动电荷所受到的作用力？
［学生答］安培力可以看作是作用在每个运动上的洛伦兹力F的合力，这段导体中含有的自由电荷数为nLS,所以 F= F安/nLS = BIL/nLS = nqvSLB/nLS =qvB
展示当B与V成一角度θ时，运动电荷受到的力
总结洛伦兹力的计算公式
当粒子运动方向与磁感应强度平行时（v∥B） F =0
当粒子运动方向与磁感应强度垂直时（v┴B） F = qvB
当粒子运动方向与磁感应强度方向成θ时 F = qvBsinθ
洛伦兹力的作用效果：由洛伦兹力所引起的带电粒子运动的
方向总是与洛伦兹力的方向相垂直的，洛伦兹力的只改变运动电
荷速度的方向，不改变运动电荷速度的大小。所以它对运动的带
电粒子总是不做功的。
用学过的知识解开极光之谜
极光是来自太阳的带电高能粒子流由于地磁场的作用，而转向两极区域，使高空大气分子或原子激发或电离而产生的，所以极光常见于高纬度地区。
课堂练习二
1、电子以速率V0垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，则（ AC ）
A、磁场对电子的作用力始终不做功
B、磁场对电子的作用力始终不变
C、电子的动能始终不变
D、电子的动量始终不变
2. 如图所示，一个带正电q的带电体处于垂直纸面向里的匀强磁场B中，带电体的质量为m1为了使带电体对水平的绝缘面恰好没有正压力，则应该（ C）
A.将磁感应强度B的值增大
B.将磁场以速率v=mg／qB向上运动
C.将磁场以速率v=mg／qB向右运动
D.将磁场以速度v=mg／qB向左运动
3、电子以4×106m/s的速率垂直射入磁感应强度为0.5T的匀强磁场中，受到的洛伦兹力为 3.2×10-13 N，如果电子射入磁场时的速度v与B的方向间的夹角是30°，则电子所受的洛伦兹力为 1.6×10-13 N .
小结
1、定义：运动电荷在磁场中受到的作用力，叫洛伦兹力。记作F
洛或F L。
2、洛伦兹力的方向----左手定则
FL⊥B FL⊥v FL⊥vB平面
3、洛伦兹力的大小：
v∥B，FL=0；
v⊥B，FL=q v B
v与B成θ时，FL=q v Bsinθ
4、洛伦兹力的效果：只改变运动电荷速度的方向，
不改变运动电荷速度的大小。
洛伦兹力永远不做功的。
作业布置：完成课后的“问题与练习”第1,2题。
高中物理人教版选修3-1学案：3.5运动电荷在磁场中受到的力 Word版含答案
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. 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).
运动电荷在磁场中受到的力-洛伦兹力教学设计
§3.5 运动电荷在磁场中受到的力-洛伦兹力教学设计 执教人：朱娇红 一、教学目标 （一）知识与技能 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. （二）过程与方法 通过观察，形成洛伦兹力的概念，同时明确洛伦兹力与安培力的关系(微观与宏观)，洛伦兹力的方向也可以用左手定则判断。通过思考与讨论，推导出洛伦兹力的大小公式F=qvBsinθ。最后了解洛伦兹力的应用。 （三）情感态度与价值观 引导学生进一步学会观察、分析、推理，培养学生的科学思维和研究方法。让学生认真体会科学研究最基本的思维方法:“推理—假设—实验验证”。 二、重点与难点： 重点：1.利用左手定则会判断洛伦兹力的方向. 2.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. 3.这一节承上(安培力)启下(带电粒子在磁场中的运动)，是本章的重点 难点：1.洛伦兹力对带电粒子不做功. 2.洛伦兹力方向的判断. 三、教具：多媒体
四、导学过程： 提出问题：极光的怎样形成的？ （一）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： 如图判定安培力的方向（让学生上做） B （二）新课讲解 <一>磁场对运动电荷的作用力 ［教师讲述］什么是电流？ ［学生答］电荷的定向移动形成电流. ［教师讲述］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. ［播放视频］美丽的极光 由此导入课题：运动电荷在磁场中受到的力 ［演示实验］观察磁场阴极射线在磁场中的偏转。 ［教师］说明电子射线管的原理： 说明阴极射线是灯丝加热放出电子，电子在加速电场的作用下高速运动而形成的电子流，轰击到长条形的荧光屏上激发出荧光，可以显示电子束的运动轨迹，磁铁是用来在阴极射线周围产生磁场的，还应明确磁场的方向。 ［实验结果］在没有外磁场时，电子束沿直线运动，条形磁铁靠近
2019高考物理二轮练习优质教案--洛伦兹力的应用(鲁)
2019高考物理二轮练习优质教案--洛伦兹力的应用（鲁） 一. 教学目标 1. 知识与技能： 1)理解洛伦兹力对粒子不做功。 2)理解带电粒子的初速度方向与磁感应强度的方向垂直时，粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动。 3)会推导带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动中的半径、周期公式，并会用它们解答有关问题。 2.过程与方法： 1)通过图片的信息提出问题，引导学生根据力学知识推测：运动电荷垂直射入磁场后，可能做圆周运动。 2)进一步通过实验探究，确认粒子的运动轨迹是圆形。 3)通过学生的分析推导，总结归纳出运动电荷做圆周运动的半径、周期。 3. 情感态度与价值观： 通过讲述带电粒子在科技、生产与生活中的典型应用，培养学生热爱科学、致力于科学研究的价值观。 二. 教学重点： 1)洛伦兹力是带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的向心力来源。 2)带电粒子做匀速圆周运动的半径和周期的推导。 3)解决磁场中圆周运动问题的一般方法：着重把握“一找圆心，二找半径三找周期或时间的规律。 三. 教学难点： 正确理解和掌握带电粒子在匀强磁场中运动问题的分析方法。 四. 教学用具：环形线圈、投影仪、投影片 五. 课型：新课 六. 教学过程 1、复习引入： 如下图： 师：导入图片一极光。 图片二：磁流体船。 分析：这些现象的原因实际上跟带电粒子在磁场中的运动有关。当电荷在磁场中运动时，有什么规律？这就是我们这节课要探究的内容。 物理上公式的推导，定律的得出一般都是从最简单入手。为简单起见，我们研究的是带电粒子在匀强磁场中的运动，且只受洛伦兹力作用。 探究一：带电粒子以一定的初速度v进入匀强磁场，在只受洛伦兹力的条件下，有几种情况？〔分组讨论〕 1〕、假设带电粒子的速度方向与磁场方向平行〔相同或相反〕，粒子做什么运动？ 生：带电粒子以入射速度v做匀速直线运动。 2〕、假设带电粒子垂直磁场方向进入磁场，猜想轨迹。 带电粒子垂直进入匀强磁场，其初速度v与磁场垂直，根据左手定那么，其受洛伦兹力的方向也跟磁场方向垂直，并与初速度方向都在同一垂直磁场的平面内，所以粒子只能在该平面内运动。 说明：垂直射入匀强磁场的带电粒子，它的初速度和所受洛伦兹力的方向都在跟磁场方
高中物理第三章5第5节运动电荷在磁场中受到的力练习含解析新人教版选修311028219
高中物理第三章5第5节运动电荷在磁场中受到的力练习含解析新人教版选修311028219 运动电荷在磁场中受到的力 (建议用时：40分钟) 【A组基础巩固】 1．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 解析：选B.洛伦兹力的方向总跟速度方向垂直，所以洛伦兹力永不做功，不会改变粒子的动能，故选B. 2．有一个通入交变电流的螺线管如图所示，当电子以速度v沿着螺线管的轴线方向飞入螺线管后，它的运动情况将是( ) A．做匀速直线运动B．做匀加速直线运动 C．做匀减速直线运动D．做往复的周期运动 解析：选A.因为此时B∥v，所以电子受到的洛伦兹力为零．故选项A正确． 3．如图是电子射线管的示意图．接通电源后，电子射线由阴极沿x轴方向射出，在荧光屏上会看到一条亮线．要使荧光屏上的亮线向下(z轴负方向)偏转，在下列措施中可采用的是( ) A．加一磁场，磁场方向沿z轴负方向 B．加一磁场，磁场方向沿y轴正方向 C．加一电场，电场方向沿z轴负方向 D．加一电场，电场方向沿y轴正方向 解析：选B.电子由阴极射向阳极，等效电流方向为由阳极流向阴极，根据左手定则判断磁场方向应为沿y轴正方向，A错误，B正确．加电场时，电子受力方向与电场线方向相反，故电场应沿z轴正方向，C、D错误．
4.如图所示，在真空中，水平导线中有恒定电流I通过，导线的正下 方有一质子初速度方向与电流方向相同，则质子可能的运动情况是( ) A．沿路径a运动B．沿路径b运动 C．沿路径c运动D．沿路径d运动 解析：选B.由安培定则，电流在下方产生的磁场方向指向纸外，由左手定则，质子刚进入磁场时所受洛伦兹力方向向上．则质子的轨迹必定向上弯曲，因此C、D必错误；由于洛伦兹力方向始终与电荷运动方向垂直，故其运动轨迹必定是曲线，则B正确，A错误． 5.如图，a是竖直平面P上的一点，P前有一条形磁铁垂直于P，且S极 朝向a点．P后一电子在偏转线圈和条形磁铁的磁场的共同作用下，在水平面 内向右弯曲经过a点，在电子经过a点的瞬间，条形磁铁的磁场对该电子的作用力的方向( ) A．向上B．向下 C．向左D．向右 解析：选A.P前有一条形磁铁垂直于P，且S极朝向a点，可知条形磁铁的磁场的方向向外，电子向右运动，由左手定则可知，电子受到的条形磁铁对电子的作用力的方向向上．6．(多选)(2019·江苏淮安高二检测)关于电荷所受电场力和洛伦兹力，正确的说法是( ) A．电荷在磁场中一定受洛伦兹力作用 B．电荷在电场中一定受电场力作用 C．电荷所受电场力一定与该处电场方向一致 D．电荷所受的洛伦兹力一定与磁场方向垂直 解析：选BD.电荷在电场中一定受电场力作用，但在磁场中，只有电荷运动并且运动方向与磁场方向不平行时才受磁场力作用，A错，B对．电荷受电场力的方向与电场方向相同或相反，电荷若受磁场力，则磁场力方向与磁场方向一定垂直，C错，D对． 7．如图所示为电视机显像管偏转线圈的示意图，当线圈通以图示的直流电时，形成的磁场如图所示，一束沿着管颈轴线射向纸内的电子将( ) A．向上偏转B．向下偏转 C．向左偏转D．向右偏转 解析：选D.由安培定则可知，线圈在纸面内中心点的磁场方向向下，由左手定则知电子所受洛伦兹力方向向右，故向右偏转，D正确．
磁场对运动电荷的作用洛伦兹力教学设计
《3.4 磁场对运动电荷的作用---洛伦兹力》教学设计 资中县球溪高级中学向睿 一、教学目标 1．知识与技能 (1)知道什么是洛伦兹力。知道洛伦兹力大小的推理过程。 (2)掌握洛伦兹力大小的计算。 (3)利用左手定则判断洛伦兹力的方向。 (4)掌握洛伦兹力的特点。 (5)理解带电粒子B与v方向垂直时，粒子在匀磁场中做匀速圆周运动。 (6)会推导带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径、周期公式，并会用它们解答有关问题。 2．过程与方法 通过观察分析，形成洛伦兹力的概念，同时明确洛伦兹力与安培力的关系(微观与宏观)，洛伦兹力的方向也可以用左手定则判断。推导出洛伦兹力的大小公式F＝qvBsinθ。通过实验观察，分析推导带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径、周期公式，并会用它们解答有关问题。 3．情感态度与价值观 引导学生进一步学会观察、分析、推理，培养学生的科学思维和研究方法。让学生认真体会科学研究最基本的思维方法：“推理—假设—实验验证”。让学生亲身感受物理的科学探究活动，学习探索物理世界的方法和策略，培养学生的思维。 二、教学重点难点 重点： 1.洛伦兹力大小计算公式的推导和应用。利用左手定则判断洛伦兹力的方向。 2.带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径、周期公式的推导。 难点： 1.洛伦兹力对带电粒子不做功。 2.洛伦兹力方向的判断。 3.带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径、周期公式的应用，解答有关问题。 三、教学用具 多媒体课件 四、教学课型 新授课 五、教学过程 （一）、复习设问并导入新课 1、什么叫做安培力?怎样判断安培力的方向?安培力的大小为多少? 2、电流是怎样形成的?电流的方向是怎样规定的?电流的微观表达式（决定式）是什么? 3、安培力的方向（左手定则判断）、电流方向、磁场方向的空间位置关系是怎样的？ （二）、猜想
2021人教版高中物理选修1-1《洛伦兹力和磁性材料》word教案
高一物理学案7(必修班) 磁场对运动电荷的作用磁性材料 一、课前预习 1、关于电荷所受电场力和洛伦兹力，正确的说法是( ) A．电荷在磁场中一定受洛伦兹力作用 B．电荷在电场中一定受电场力作用 C．电荷所受电场力一定与该处电场方向一致 D．电荷所受的洛伦兹力不一定与磁场方向垂直 2、下列物品中必须用到磁性材料的是( ) A．DVD碟片B．计算机上的磁盘 C．电话卡D．喝水用的搪瓷杯子 二、知识梳理 1．洛仑兹力洛仑兹力的方向 (1)磁场对___________有力的作用，这种力叫做洛伦兹力。 (2)左手定则:伸开左手，使拇指跟其余四指_______,并且都跟手掌在同一个平面内，让 _______穿入手心，并使四指指向____________的方向，则拇指所指的方向就是运动正电荷所受安培力的方向。 洛伦兹力一定既垂直于电荷的速度方向，又垂直于磁感应强度方向 2.电子束的磁偏转 3. 显像管的工作原理:电视机显象管就是利用了_________________的原理。 4. 磁性材料 (1)钢铁物体，与________接触后就会显示出磁性，叫磁化；原来有磁性的物体，经过________，________或者________________的作用，就会失去磁性，叫退磁。 (2)通常我们所说的铁磁性物质是指磁化后的磁性比其他物质磁性强得多的物质，也叫强磁性物质。这些物质由很多已经磁化的小区域组成，这些小区域叫做“磁畴”。 三、例题分析 例题1:下列各图中标出了磁场方向、运动电菏速度方向以及电荷的受力方向，其中正确的是 例 题2:如图所示，各带电粒子均以速度v射入匀强磁场，其中图C中v的方向垂直纸面向里，
运动电荷在磁场中的受力
3.5 磁场对运动电荷的作用力（第一课时） 【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，理解洛伦兹力对电荷不做功。 3、掌握洛伦兹力大小的推理过程。 4、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。 【教学重点】 1．利用左手定则会判断洛伦兹力的方向。 2．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。 【复习提问】如图，判定安培力的方向 磁场对电流有力的作用，电流是由电荷的定向移动形成的，大家会想到什么？ （提示：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。） 【同步导学】 1、洛伦兹力的方向 运动电荷在磁场中受到的作用力称为。通电导线在磁场中所受实际是洛伦兹力的宏观表现。但两者的受力物体是有区别的。 方向（左手定则）： 。 如果运动的是负电荷，则四指指向负电荷运动的反方向，那么拇指所指的方向就是负电荷所受洛伦兹力的方向。 讨论并判断下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。 甲乙丙丁 例题1：下列关于电荷所受电场力和洛伦兹力的说法，正确的是（） A、电荷在磁场中一定受到洛伦兹力的作用 B、电荷在电场中一定受到电场力的作用 C、电荷所受电场力一定与该处电场方向一致 D、电荷所受洛伦兹力不一定与磁场方向垂直 例题2：如图所示，各带电粒子均以速度v射入匀强磁场，其中图C中v的方向垂直纸面向里，图D中v的方向垂直纸面向外，试分别指出各带电粒子所受洛仑兹力的方向。
2.洛伦兹力的大小 若有一段长度为L的通电导线，横截面积为S，单位体积中含有的自由电荷数为n，每个自由电荷的电量为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。 这段导体所受的安培力为 电流强度I的微观表达式为 这段导体中含有自由电荷数为 安培力可以看作是作用在每个运动上的洛伦兹力F的合力，这段导体中含有的自由电荷数为，所以每个自由电荷所受的洛伦兹力大小为 当运动电荷的速度v方向与磁感应强度B的方向不垂直时，设夹角为θ，则电荷所受的洛伦兹力大小为 思考与讨论： 同学们讨论一下带电粒子在磁场中运动时，洛伦兹力对带电粒子是否做功？ 洛伦兹力只改变速度的方向，不改变速度的大小，所以洛伦兹力对电荷。 例题3：两个带电粒子以相同的速度垂直磁感线方向进入同一匀强磁场，两粒子质量之比为1：4，电量之比为1：2，则两带电粒子受洛仑兹力之比为（） A、2：1 B、1：1 C、1：2 D、1：4 例题4：下列关于安培力和洛伦兹力的说法中，正确的是（） A、洛伦兹力和安培力是性质完全不同的两种力 B、洛伦兹力和安培力，其本质都是磁场对运动电荷的作用力 C、洛伦兹力就是安培力，两者是等价的 D、洛伦兹力对运动电荷不能做功，安培力对通电导体能做功 【训练测试】 1、关于带电粒子所受洛仑兹力f、磁感应强度B和粒子速度v三者之间的关系，下列说法中正确的是（） A、f、 B、v三者必定均相互垂直 B、f必定垂直于B、v，但B不一定垂直v C、B必定垂直于f，但f不一定垂直于v D、v必定垂直于f，但f不一定垂直于B 2．如图所示，在电子射线管上方平行放置一通电长直导线，则电子射线将（） A、向上偏 B、向下偏 C、向纸内偏 D、向纸外偏
洛伦兹力的教学设计
探究洛伦兹力的教学设计 宁陕中学：周华 ★教学目标 （1）知识与技能 1、知道什么是洛伦兹力，会判断洛伦兹力的方向； 2、知道洛伦兹力大小的推导过程； （2）过程与方法： 1、通过对安培力产生原因的猜测，培养学生的联想和猜测能力； 2、通过演示实验，培养学生的观察能力。 3、通过类比的方法培养学生通过旧知识获得新知识的能力 4、通过推导洛伦兹力的公式，培养学生的逻辑推理能力； （3）情感态度与价值观： 培养学生的科学思维和研究方法，引导学生观察、分析、推理，通过实验验证，使学生认识到洛伦兹力的存在。 ★教学重点 1、利用左手定则会判断洛伦兹力的方向。 2、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。★教学难点 洛伦兹力大小推导过程 ★教学方法 实验观察法、讲述法、分析推理法 ★教学用具：
电子射线管、电源、磁铁、投影仪、投影片 ★教学过程 （一）引入新课 教师：（复习提问）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 学生上黑板做，解答如下： （2）电流是如何形成的？ 学生：电荷的定向移动形成电流。 教师：磁场对电流有力的作用，电流是由电荷的定向移动形成的，大家会想到什么？ 学生：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。 ［演示实验］用阴极射线管研究磁场对运动电荷的作用。如图3.5-1
教师：说明电子射线管的原理： 从阴极发射出来电子，在阴阳两极间的高压作用下，使电子加速，形成电子束，轰击到长条形的荧光屏上激发出荧光，可以显示电子束的运动轨迹。 学生：观察实验现象。 实验结果：在没有外磁场时，电子束沿直线运动，将蹄形磁铁靠近阴极射线管，发现电子束运动轨迹发生了弯曲。 学生分析得出结论：磁场对运动电荷有作用。 （二）进行新课 洛伦兹力的方向和大小 教师讲述：运动电荷在磁场中受到的作用力称为洛伦兹力。通电导线在磁场中所受安培力实际是洛伦兹力的宏观表现。 我们用左手定则判断安培力的方向，因此可以用安培定则判断洛伦兹力的方向。 左手定则：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都和手掌在一个平面内，让磁感线垂直穿入手心，并使伸开的四指指向正电荷运动的方向，那么，大拇指所指的方向就是运动的正电荷在磁场
洛伦兹力的应用教案
洛伦兹力的应用教案-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
洛伦兹力的应用 一、质谱仪 质谱仪是测量带电粒子质量和分析同位素的重要工具 2、基本原理 将质量不等、电荷数相等的带电粒子经同一电场加速再垂直 进入同一匀强磁场，由于粒子动量不同，引起轨迹半径不同 而分开，进而分析某元素中所含同位素的种类 3、推导 二、加速器 （一）、直线加速器 1．加速原理：利用加速电场对带电粒子做正功使带电粒子的动能增加， qU=Ek． 2．直线加速器，多级加速 多级加速装置的原理图：(课本101页) 3．直线加速器占有的空间范围大，在有限的空间范围内制造直线加速器受到一定的限制． （二）、回旋加速器 1、带电粒子在两D形盒中回旋周期两盒狭缝之间高频电场的变化周期，粒子每经过一个周期，被电场加速。 2、带电粒子每经电场加速一次，回旋半径就增大一次，每次增加的动能 为。 3、回旋的最大半径是R，加速后的最大能量是。 三、速度选择器 1、任何一个正交的匀强磁场和匀强电场组成速度选择 器。 2、带电粒子必须以唯一确定的速度（包括大小、方向）
才能匀速（或者说沿直线）通过速度选择器。否则将发生偏转。即有确定的入口和出口。 3、这个结论与粒子带何种电荷、电荷多少都。 四、磁流体发电机 分析：电动势：， 电流：， 五、电磁流量计 分析：磁感应强度为B,分析导电液体的速度： 流量：Q= 六、霍尔效应 分析：电势高的面是：，两个面的电 势差： 【课堂练习】 ( )1、关于回旋加速器中电场和磁场的作用的叙述，正确的是 A、电场和磁场都对带电粒子起加速作用 B、电场和磁场是交替地对带电粒子做功的 C、只有电场能对带电粒子起加速作用 D、磁场的作用是使带电粒子在D形盒中做匀速圆周运动 ( )2、质谱仪是一种测定带电粒子质量和分 析同位素的重要工具，它的构造原理如图，离子源S产生 的各种不同正离子束(速度可看作为零)，经加速电场加速 后垂直进入有界匀强磁场，到达记录它的照相底片P上， 设离子在P上的位置到入口处S1的距离为x，可以判断 A、若离子束是同位素，则x越大，离子质量越大 B、若离子束是同位素，则x越大，离子质量越小
运动电荷在磁场中受到的力——说课稿
《运动电荷在磁场中受到的力》说课稿 一.说教材分析 1. 物理学体系中本章是经典电磁学理论的基本内容，而本节课是安培力的延续，又是后面学习带电体在磁场中运动的基础，反应磁场和运动电荷的相互作用，是学生后面了解现代科技回旋加速器，质谱仪，磁流体发电机等的基础，还是力、电、磁综合问题分析中重要的一部分。从新课程改革以来，几乎每年高考都有涉及洛仑兹力的计算大题，由此，足以说明其重要性。 2. 教材结构：分三部分首先通过观察演示实验，讨论洛伦兹力的方向，这一部分是学生的一个实验探究活动。然后将安培力看作是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现，通过安培力公式导出洛伦兹力的公式，这一部分是学生的一个理论探究活动。最后，研究带电粒子在磁场中的运动，这一部分是学生的一个理论分析和实验验证的探究活动。 教材的这种安排，符合了新课程标准，起到了承上启下的作用，使物理学习能连续进行；符合学生的发展的要求；体现了教材重视课堂教学中的师生互动，学生自觉参与活动和学生合作探究的新课程教学理念。 二.说学情分析 1. 知识与能力基础 学生已具备力学、电磁学相关知识，学习完磁场对通电导线作用即安培力。并且也熟悉一直以来物理学的“提出问题—猜想假设—实验验证” 的科学探究方法。而且高二的学生已经有了一定的观察、分析、推理能力及空间想象能力，是学习洛仑兹力的能力基础 2. 思维障碍 对微观粒子具体运动形态模糊不清，容易导致洛伦兹力大小学习过程产生困难。 三.说教学目标： 知识与技能： 1. 通过实验，认识洛伦兹力，理解洛伦兹力跟安培力之间的关系。会判断洛伦兹力的方向。 2. 了解洛仑兹力公式的推导，会计算洛伦兹力的大小。 3. 会运用洛伦兹力对运动电荷不做功分析带电粒子垂直进入磁场中做匀速圆周运动，并能推导其半径和周期。 过程与方法 1. 观看“神奇的极光” 幻灯片，复习安培力，从微观的角度分析猜想磁场对运动的电荷有洛仑兹
洛伦兹力的应用教案
洛伦兹力的应用 教学目标： 1.知识与技能 （1）理解运动电荷垂直进入匀强磁场时，电荷在洛仑兹力的作用下做匀速圆周运动。（2）能通过实验观察粒子的圆周运动的条件以及圆周半径受哪些因素的影响。推导带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径周期公式，并会应用它们分析实验结果，并用于解决实际问题。 2.过程与方法 多媒体和演示实验相结合 3.情感态度及价值观 培养科学的探究精神 教学重点：掌握运动电荷在磁场中圆周运动的半径和周期的计算公式以及运用公式分析各种实际问题。 教学难点：理解粒子在匀强磁场中的圆周运动周期大小与速度大小无关。 教具：洛伦兹力演示仪 复习导入： 提问学生带电粒子在磁场中的受力情况： （1）平行进入磁场中：F=0；粒子将做匀速直线运动。 （2）垂直进入磁场中：F=Bqv。 猜想：粒子将做什么运动？ 教学过程： 一、理论探究： 匀速圆周运动的特点：速度大小不变；速度方向不断发生变化；向心力 大小不变；向心力方向始终与速度方向垂直。 洛伦兹力总与速度方向垂直，不改变带电粒子的速度大小，所以洛伦兹 力对带电粒子不做功且洛仑兹力大小不变。 洛伦兹力对电荷提供向心力，故只在洛伦兹力的作用下，电荷将作匀速 圆周运动。 二、实验演示： 用Flash演示正电荷和负电荷垂直进入匀强磁场中得运动。 介绍洛伦兹力演示仪： （1）加速电场：作用是改变电子束出射的速度 （2）励磁线圈：作用是能在两线圈之间产生平行于两线圈中心匀强磁 场。 实验过程：a、未加入磁场时，观察电子束的轨迹； b、加入磁场时，观察电子束的轨迹；
c 、改变线圈电流方向时，观察电子束的轨迹。 结论：带电粒子垂直进入匀强磁场时，做匀速圆周运动。 提问：若带电粒子是以某个角度进入磁场时，运动轨迹是什么呢？ 用Flash 演示带电粒子以某个角度进入磁场时的运动轨迹。 提问：为什么轨迹是螺旋形？ 小结：带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的条件： （1）、匀强磁场 （2）、B ⊥V （3）、仅受洛伦兹力或除洛伦兹力外，其它力合力为零. 三、半径与周期 推导过程： 得： 提问： 磁场强度不变，粒子射入的速度增加，轨道半径将 增大 。 粒子射入速度不变，磁场强度增大，轨道半径将 减小 。 .......（1） .. (2) 由（1）（2）可得： 提问：周期与速度、半径有什么关系？ 四、应用 例1、匀强磁场中，有两个电子分别以速率v 和2v 沿垂直于磁 场方向运动，哪个电子先回到原来的出发点？ 例2、已知两板间距为d ，板间为垂直纸面向内的匀强磁场，带 电粒子以水平速度V 垂直进入磁场中，穿过磁场后偏转角 为30o 。求： （1） 圆心在哪里？ （2） 圆心角为多大？ （3） 轨道半径是多少？ （4） 穿透磁场的时间？ 五、作业：P123 1,2,3,4题 r mv Bqv 2=Bq mv r =v r T ?=π2Bq mv r =Bq m T π2=
电荷在磁场中受到的力
电荷在磁场中受到的力 一、选择题 1．(多选)下列关于电荷所受静电力和洛伦兹力的说法中，正确的是( ) A．电荷在磁场中一定受洛伦兹力的作用 B．电荷在电场中一定受静电力的作用 C．电荷受静电力的方向与该处的电场方向一致 D．电荷若受洛伦兹力，则受力方向与该处的磁场方向垂直 [导学号99690306] 解析：选BD.静止电荷在磁场中不受洛伦兹力的作用，但在电场中一定受静电力的作用，选项A错误，选项B正确；只有正电荷的受力方向与该处的电场方向一致，选项C错误；根据左手定则知运动电荷若受洛伦兹力，则受力方向与该处的磁场方向垂直，选项D正确． 2．(多选)带电荷量为＋q的粒子在匀强磁场中运动，下面说法中正确的是( ) A．只要速度大小相同，所受洛伦兹力就相同 B．如果把＋q改为－q，且速度反向、大小不变，则洛伦兹力的大小不变 C．洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直，磁场方向一定与电荷运动方向垂直 D．粒子只受到洛伦兹力的作用，不可能做匀速直线运动 [导学号99690307] 答案：BD 3.三种不同粒子a、b、c从O点沿同一方向进入垂直纸面向里的匀强磁场中的运动轨迹分别如图所示．则( ) A．粒子a一定带正电 B．粒子b一定带正电 C．粒子c一定带正电 D．粒子b一定带负电 [导学号99690308] 解析：选A.由左手定则可以判断，粒子a带正电，粒子b不带电，粒子c带负电，故选项A正确． 4．在阴极射线管中电子流方向由左向右，其上方放置一根通有如图所示电流的直导线，导线与阴极射线管平行，则电子将( ) A．向上偏转 B．向下偏转 C．向纸里偏转D．向纸外偏转 [导学号99690309] 解析：选B.由题图可知，直导线电流的方向由左向右，根据安培定则，可判定直导线下方的磁场方向为垂直于纸面向里，而电子运动方向由左向右，由左手定则知(电子带负电荷，四指要指向电子运动方向的反方向)，电子将向下偏转，故B选项正确．5．来自宇宙的质子流，以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点，则这些质子在进入地球周围的空间时，将( )
运动电荷在磁场中受力练习题 附解析
2．下列说法正确的是() A．运动电荷在磁感应强度不为零的地方，一定受到洛伦兹力的作用 B．运动电荷在某处不受洛伦兹力作用，则该处的磁感应强度一定为零 C．洛伦兹力既不能改变带电粒子的动能，也不能改变带电粒子的速度 D．洛伦兹力对带电粒子不做功 解析：洛伦兹力是磁场对不平行于磁场的运动电荷的作用力，故A、B错．洛伦兹力总垂直于电荷的运动方向，始终不做功，不改变电荷的动能，但改变带电粒子的速度方向，故C错、D正确．3．一个电子穿过某一空间而未发生偏转，则() A．此空间一定不存在磁场B．此空间可能有磁场，方向与电子速度平行 C．此空间可能有磁场，方向与电子速度垂直D．以上说法都不对 解析：电子速度方向平行磁场时不受洛伦兹力，不偏转；电子速度方向垂直磁场时一定有洛伦兹力，发生偏转．B正确，ACD错误． 4．一个长螺线管中通有交变电流(电流方向和大小不断变化)，把一个带电粒子沿管轴线匀速射入管中，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 解析：通有交变电流的螺线管内部磁场方向始终与轴线平行，带电粒子沿磁感线运动时不受洛伦兹力，所以一直保持原匀速直线运动状态不变．答案：D 5．关于安培力和洛伦兹力，下面的说法正确的是() A．安培力和洛伦兹力是性质不同的两种力 B．安培力和洛伦兹力，其本质都是磁场对运动电荷的作用力 C．这两种力都是效果力，其实并不存在，原因是不遵守牛顿第三定律 D．安培力对通电导体能做功，洛伦兹力对运动电荷不能做功 解析：电流是电荷的定向移动，安培力是磁场对导体内定向移动电荷所施加的洛伦兹力的宏观表现，洛伦兹力始终与电荷运动方向垂直，所以不能对运动电荷做功；而安培力作用在导体上，可以让导体产生位移，因此能对导体做功．这两种力是同一性质的力，同样遵守牛顿第三定律，反作用力作用在形成磁场的物体上，选项B、D正确． 6．如图所示，匀强磁场B垂直于yOz平面竖直向上，要使速率相同的电子进入磁场后，受到的洛伦兹力最大，并且洛伦兹力的方向指向y轴正方向，那么电子运动方向可能是() A．沿z轴正方向进入磁场B．沿y轴负方向进入磁场 C．在yOz平面内，沿任何方向进入D．在xOz平面内，沿某一方向进入 解析：A项洛伦兹力沿y轴负方向，选项A错误．B项洛伦兹力沿z轴负方向，选项B错误．沿yOz 平面入射的电子虽然都满足F最大条件，但不能都满足洛伦兹力方向沿y轴正方向的条件，只有沿z轴负方向入射的才满足条件，选项C错误．若在xOz平面内沿z轴负方向射入电子，电子受洛伦兹力最大且指向y轴正方向，选项D正确． 7．如图所示，在阴极射线管正上方平行放一通有强电流的长直导线，则阴极射线将()
高中物理 5.5《探究洛伦兹力》教案 沪科版选修3-1
探究洛伦兹力 一、教法和学法设计的中心思想 探究性学习是新一轮课程改革中物理课程标准里提出的重要课程理念，其宗旨是改变学生的学习方式，突出学生的主体地位，物理教师不但应该接受这一理念，而且必须将这一理念体现到教学行为中去。对学生而言，学习也是一种经历，其中少不了学生自己的亲身体验，老师不能包办代替。物理教学要重视科学探究的过程，要从重视和设计学生体验学习入手，让学生置身于一定的情景，去经历、感受。 探究式教学是美国教育学家布鲁纳在借鉴了杜威的学习程序理论的基础上首先提出的，主要可分为两类：①引导发现式：创设情景——观察探究——推理证明——总结练习；②探究训练式：遇到问题——搜集资料和建立假说——用事实和逻辑论证——形成探究能力。经教学实践，形成以“引导——探究式” 为主要框架，比较适合国内的实用教学模式。他是以解决问题为中心，注重学生独立钻研，着眼于思维和创造性的培养，充分发挥学生的主动性，仿造科学家探求未知领域知识的途径，通过发现问题、提出问题、分析问题、创造性地解决问题等去掌握知识，培养创造力和创造精神。 二、教学目标 1、知识目标 1）、通过实验的探究，认识洛伦兹力；会判断洛伦兹力的方向。 2）、理解洛伦兹力公式的推导过程；会计算洛伦兹力的大小。 3）、理解带电粒子垂直进入磁场中做匀速圆周运动的规律。 2、能力目标 1）、通过科学的探究过程，培养学生实验探究能力、理论分析能力和运用数学解决物理问题的能力； 2）、了解宏观研究与微观研究相结合的科学方法。 3、情感、态度、价值观
让学生亲身感受物理的科学探究活动，学习探索物理世界的方法和策略，培养学生的思维。 三、教学设计过程 内容提纲内容设计及学生活动教法、学法 设计 第一步：引入新课 播放极光图片 课前浏览“神奇的极光”幻灯片。（收集了25张照片，）开发课程资 源，情感进 入课堂。 师：同学们刚才欣赏的是神奇极光的照片。你了解极光 吗？那位同学知道极光常发生在地球的什么地方吗？ 生：极光常出现在地球的南极和北极地区。 师：其实在我国黑龙江漠河地区也时常发生极光现 象。你想知道极光发生的根本原因吗？科学的研究发现， 极光与地磁场对来自太空的高速带电粒子的作用力有 关。看来，要解释极光现象，首先要研究磁场对带电粒 子的作用力。早在1892年，荷兰物理学家洛仑兹就研究 了磁场对运动电荷的作用力的问题。为了纪念洛仑兹对 物理学的贡献，物理学中把磁场对运动电荷作用力叫洛 伦兹力。 发现问题 “任务驱 动教学”进 入课题研 究。 第二步：新课教学“探究洛伦兹力” 探究一：洛伦兹力 （1）、从微观的角度分析猜想磁场对运动的电荷有洛伦兹力的作用。 引入课题：《探 究洛仑兹力》
运动电荷在磁场中的受力
3、 洛伦兹力 带电粒子在磁场中的运动 教学目标： 1．掌握洛仑兹力的概念； 2．熟练解决带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动问题 教学过程： 1.洛伦兹力 运动电荷在磁场中受到的磁场力叫洛伦兹力，它是安培力的微观表现。 计算公式的推导：如图所示，整个导线受到的磁场力（安培力）为F 安 =BIL ；其中I=nesv ；设导线中共有N 个自由电子N=nsL ；每个电子受的磁场力为F ，则F 安=NF 。由以上四式可得F=qvB 。条件是v 与B 垂直。当v 与B 成θ角时，F=qvB sin θ。 2.洛伦兹力方向的判定 在用左手定则时，四指必须指电流方向（不是速度方向），即正电荷定向移动的方向；对负电荷，四指应指负电荷定向移动方向的反方向。 3.有关洛伦兹力大小的计算 （1）正确画出带电粒子可能的运动轨迹图， a)定偏向：运用左手定则定轨迹偏向，其中要特别注意四指指向与负电荷的运动方向相反。 b)定圆心：主要利用v f ⊥或弦与半径垂直的关系确定。找出对应交点就找到了圆心。 c)定半径：方法有两种，一是利用几何关系求；二是根据半径公式求。 （2）可能用到常用的四个关系式 a) qvB= m R v 2= m 2 ωr=m ωv=m T π2v ； 可得： R= Bq mv ； c) T=Bq m π2； d)T t π θ 2= 3、带电粒子在有边界的匀强磁场中的运动 1、带电粒子在半无界磁场中的运动 【例1】 如图直线MN 上方有磁感应强度为B 的匀强磁场。正、负电子同时从同一点O 以与MN 成30°角的同样速度v 射入磁场（电子质量为m ，电荷为e ），它们从磁场中射出时相距多远？射出的时间差是多少？ M
运动电荷在磁场中的作用力教学设计
课题：磁场对运动电荷的作用力 一、教材分析与设计思想： 洛伦兹力一节承上(安培力)启下(带电粒子在磁场中的运动),是本章的核心知识也是教学的重点。本节课由极光现象提出问题，引入新课，结尾对极光现象做简单解释，与引入相呼应。在洛伦兹力的方向、大小和作用效果这三个问题的教学中，突出科学探究过程中“猜想与假设”、“理论推导”和“实验探究验证”等环节，着重培养学生动手、动脑和自主学习探究从而获取知识的能力。 二、教学目标 (一)知识与技能 1.知道什么是洛伦兹力.知道洛伦兹力的方向与电荷的运动方向和磁感应强度的方向都 垂直，会用左手定则判断洛伦兹力的方向。 2.知道计算洛伦兹力大小的公式的推导过程.会计算垂直于磁场方向进人匀强磁场的带 电粒子受到洛伦兹力的大小. 4.知道电视显像管的基本构造及工作的基本原理。 (二)过程与方法 1.通过实验,感知洛伦兹力的存在,探究洛伦兹力方向的判断方法. 2.经历由安培力公式推导出洛伦兹力公式的过程，由此体会磁场中通电导线所受的安培 力实际上是运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现。 (三)情感态度与价值观 1.通过观察、分析、推理、实验,认真体会科学研究最基本的思维方法:“推理一猜想一 实验验证”. 2.通过了解极光产生的原因和显像管中的磁偏转原理,懂得物理与生活的息息相关,感悟 物理知识的应用价值. 三、教学重点: 1. 用左手定则判断洛伦兹力的方向. 2.洛伦兹力大小的公式F=qvB的推导. 四、教学难点: 1.探究洛伦兹力方向与磁场方向、运动方向之间的关系. 2.洛伦兹力大小表达式的推导与验证
五、教具准备: 阴极射线管、蹄形磁铁、条形磁铁、电火花计时器、洛伦兹力演示仪、磁传感器、数字电压表、摄像头 六、教学过程: 引入： 师：先请同学们看一段视频（播放极光视频） 师问：同学们，这是什么现象？生答：极光现象 师：那么，极光是发生在地球的高纬度地区还是低纬度地区？为什么在赤道这样的低纬度地区看不到极光现象呢？要解决这个问题，让我们一起来学习今天这节课 （板书）：磁场对运动电荷的作用力 新课： 磁场对运动电荷有没有作用力呢？我们可以通过实验来探究，在做实验之前，先来认识桌上的一个仪器--------阴极射线管。 【投影】介绍阴极射线管： 真空管内的阴极在高压作用下发射出电子，经电场加速，通过狭缝形成高速运动的电子流,我们不能直接观察到电子的运动，让电子流轰击长条形的荧光屏，屏发出荧光能显示出电子的运动径迹。 探究磁场对运动电荷的作用力 师：我们利用电火花计时器输出的高压加在阴极射线管两端，同学们打开电火花计时器的开关，观察到什么现象？（从运动轨迹上看，电子做直线运动。）将蹄形磁铁靠近阴极射线管会发生什么现象呢？ 师：请同学分析一下实验现象（没有磁场时，电子束沿直线运动，磁铁靠近，运动径迹发生了弯曲。为什么会弯曲呢？这表明磁场对运动的电子有力的作用。） 师：这个实验说明磁场对运动电荷有力的作用。 介绍：荷兰物理学家洛伦兹对此作了深入的研究。为了纪念洛伦兹的贡献，人们将这个力命名为洛伦兹力。 板书：一、洛伦兹力 对于这个刚认识的力，我们最想了解它的什么？（大小怎么计算，方向如何判断，有什么样的作用效果）下面我们就先来探究洛伦兹力的方向。 探究洛伦兹力的方向
教科版高中物理选修3-1：《洛伦兹力的应用》教
教科版高中物理选修3-1：《洛伦兹力的应用》教案-新版
3.5 洛伦兹力的应用（3课时） 【教学目的】 1.理解运动电荷垂直进入匀强磁场时，电荷在洛仑兹力的作用 下做匀速圆周运动。 2.能通过实验观察粒子的圆周运动的条件以及圆周半径受哪 些因素的影响。推导带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径周期公 式，并会应用它们分析实验结果，并用于解决实际问题。 3.能通过定圆心，求半径，算圆心角的过程利用平几知识解决 磁场中不完整圆周运动的问题。 4.了解带电粒子在磁场中偏转规律在现代科学技术中的应用。 （如质谱仪、回旋加速器等，了解我国在高能物理领域中的科技发展 状况。 5.能应用所学知识解决电场、磁场和重力场的简单的综合问 题，如速度选择器、磁流体发电机、电磁流量计等。 其中（1）~（2）为第1课时，（3）~（4）为第2课时，（5）为第3课时。 【教学重点】 掌握运动电荷在磁场中圆周运动的半径和周期的计算公式以及运用公式分析各种实际问题。 【教学难点】 理解粒子在匀强磁场中的圆周运动周期大小与速度大小无关。 【教学媒体】 洛仑兹力演示仪/回旋加速器FLASH/质谱仪图片。 【教学安排】 【新课导入】 上节课我们学习讨论了磁场对运动电荷的作用力──洛仑兹力，下面请同学们确定黑板上画的正负电荷所受洛仑兹力的大小和方向（已知匀强磁场B、正负电荷的q、m、v．）． 通过作图，我们再一次认识到，洛仑兹力总是与粒子的运动方向垂直．所以洛仑兹力对带电粒子究竟会产生什么影响？这样一来粒子还能做直线运动
吗？——改变速度的方向，但不变速度大小，所以如果没有其他力的作用，粒子将做曲线运动。 那么粒子做什么曲线运动呢？是不是向电场中一样的平抛运动？——不是，平抛必须是恒力作用下的运动，象匀强电场中的电场力或重力，但洛仑兹力会随速度的方向改变而改变，是变力。 板书（课题）：带电粒子在磁场中的运动． 【新课内容】 1.带电粒子在磁场中的运动规律 研究带电粒子在磁场中的运动规律应从哪里着手呢？我们知道，物体的运动规律取决于两个因素：一是物体的受力情况；二是物体具有的速度，因此，力与速度就是我们研究带电粒子在磁场中运动的出发点和基本点．黑板上画的粒子，其速度及所受洛仑兹力均已知，除洛仑兹力外，还受其它力作用吗？严格说来，粒子在竖直平面内还受重力作用，但通过上节课的计算，我们知道，在通常情况下，粒子受到的重力远远小于洛仑兹力，所以，若在研究的问题中没有特别说明或暗示，粒子的重力是可以忽略不计的，因此，可认为黑板上画的粒子只受洛仑兹力作用． 为了更好地研究问题，我们今天来研究一种最基本、最简单的情况，即粒子垂直射入匀强磁场，且只受洛仑兹力作用的运动规律． 下面，我们从洛仑兹力与速度的关系出发，研究粒子的运动规律，洛仑兹力与速度有什么关系呢？ 第一、洛仑兹力和速度都与磁场垂直，洛仑兹力和速度均在垂直于磁场的平面内，没有任何作用使粒子离开这个平面，因此，粒子只能在洛仑兹力与速度组成的平面内运动，即垂直于磁场的平面内运动． 第二、洛仑兹力始终与速度垂直，不可能使粒子做直线运动，那做什么运动？——匀速圆周运动，因为洛仑兹力始终与速度方向垂直，对粒子不做功，根据动能定理可知，合外力不做功，动能不变，即粒子的速度大小不变，但速度方向改变；反过来，由于粒子速度大小不变，则洛仑兹力的大小也不变，但洛仑兹力的方向要随速度方向的改变而改变，因此，带电粒子做匀速圆周运动，所需要的向心力由洛仑兹力提供．
运动电荷在磁场中所受的力
运动的电荷在磁场中的受力 一．选择题（共10小题） 1．下面四幅图表示了磁感应强度B，电荷速度v和洛伦兹力F三者方向之间的关系，其中正确的是（） A．B．C．D． 2．如图所示，一带负电的离子束沿图中箭头方向通过两磁极间时，它受的洛伦兹力方向（） A．向下B．向上C．指向S极D．指向N极 3．美丽的宜城﹣﹣﹣安庆，处在北纬30度附近，一束带负电的粒子从太空沿地球半径方向飞向安庆振风塔，由于受到地磁场的作用，粒子的运动方向将会发生偏转，则该束带电粒子偏转方向是（） A．向东B．向南C．向西D．向北 4．关于洛伦兹力，下列说法正确的是（） 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．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．洛伦兹力可改变运动电荷的运动方向 5．如图所示，一个带正电的物体从粗糙斜面顶端滑到斜面底端时的速度为v．若加上一个垂直于纸面指向纸外的方向的磁场，则物体滑到底端时（）
A．v变大B．v变小C．v不变D．不能确定 6．两个带电粒子由静止经同一电场加速后垂直磁感线方向进入同一匀强磁场，两粒子质量之比为1：2．电量之比为1：2，则两带电粒子受洛仑兹力之比为（）A．2：1 B．1：l C．1：2 D．1：4 7．如图所示，一质量为m，电荷量为q的带正电绝缘体物块位于高度略大于物块高的水平宽敞绝缘隧道中，隧道足够长，物块上、下表面与隧道上下表面的动摩擦因数均为μ，整个空间存在垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场．现给物块水平向右的初速度v0，空气阻力忽略不计，物块电荷量不变，则整个运动过程中，物块克服阻力做功可能为（） A．0 B．mv02 C．mv02+D．mv02﹣ 8．如图所示，q1、q2为两带电粒子，其中q1带正电，q2带负电，q1带电荷量与q2相等．某时刻，它们以相同的速度垂直进入同一磁场，此时q1、q2所受洛伦兹力分别为F1、F2．则（） A．F1、F2的方向均相同 B．F1、F2的方向均相反 C．F1和F2的大小一定不等D．F1和F2的大小可能不等 9．如图所示，带负电的小球用绝缘丝线悬挂于O点并在匀强磁场中摆动，当小球每次通过最低点A时（）