高中物理学习细节(人教版)之磁场(二)：2 运动电荷在磁场中受到的力基础训练

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人教版高中物理选择性必修第2册第02讲磁场对运动电荷的作用力(解析版)

第02讲磁场对运动电荷的作用力课程标准课标解读 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.知道什么是洛伦兹力，会用左手定则判断洛伦兹力的方向。

2.掌握洛伦兹力公式的推导过程，会计算洛伦兹力的大小。

3.知道电视显像管的基本构造及工作的基本原理。

知识点01 洛伦兹力的方向和大小1．洛伦兹力(1)洛伦兹力的定义：运动电荷在磁场中受到的力．(2)洛伦兹力与安培力的关系：通电导线在磁场中受到的安培力是洛伦兹力的宏观表现．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，让磁感线从掌心垂直进入，并使四指指向正电荷运动的方向，这时拇指所指的方向就是运动的正电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向．负电荷受力的方向与正电荷受力的方向相反．知识精讲目标导航3．洛伦兹力的大小(1)当v与B成θ角时，F＝qvBsin θ.(2)当v⊥B时，F＝qvB.(3)当v∥B时，F＝0.【即学即练1】如图所示，光滑的水平桌面处在竖直向下的匀强磁场中，水平桌面上平放着内壁光滑、底部有带电小球的试管。

试管在垂直于试管的水平拉力F 作用下向右匀速运动，一段时间后带电小球从管口飞出。

下列说法正确的是（）A．小球一定带正电B．洛伦兹力对小球做正功C．小球运动的轨迹有可能是一条直线D．拉力F应保持恒定不变【答案】A【解析】A．小球随管向右匀速运动，一段时间后带电小球从管口飞出，说明小球刚开始受到的洛伦兹力指向管口，据左手定则可知，小球带正电，A正确；B．由于小球受到的洛伦兹力始终与小球运动的方向垂直，所以洛伦兹力对小球不做功，B错误；C．小球垂直于试管方向的分速度大小不变，故受到沿试管方向的洛伦兹力分力大小不变，小球沿试管方向做匀加速直线运动，故小球的实际运动可以分解为垂直于试管方向的匀速直线运动和沿试管方向的匀加速直线运动，小球做类平抛运动，轨迹不可能是一条直线，C错误；D．对小球受力分析，结合运动的合成和分解可知，拉力F与小球受到的洛伦兹力在垂直于试管方向的分力相等，由于小球沿着试管方向的分速度增加，即小球受到的洛伦兹力在垂直于试管方向的分力增加，故拉力F应增大，D错误。

运动电荷在磁场中受到的力教案（五篇材料）

运动电荷在磁场中受到的力教案（五篇材料）第一篇：运动电荷在磁场中受到的力教案§3.5 运动电荷在磁场中受到的力教案一、教学目标 1.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。

2.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。

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”。

二、教学重点与难点重点：1.利用左手定则会判断洛伦兹力的方向。

洛伦兹力大小计算公式的推导和应用。

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。

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。

洛伦兹力计算公式的推导。

三、教学用具电子射线管、高压电源、磁铁、多媒体。

四、教学方法讲授法、引导法、实验探究法、分组讨论法五、教学过程（一）复习回顾上节课我们学习了磁场对电流的作用力，也就是安培力。

如何判定安培力的方向和大小。

下面思考两个问题：若已知上图中：B=4.0×10-2 T，导线长L=10 cm，I=1 A。

求：通电导线所受的安培力大小？（二）引入新课学生思考：电流是怎样形成的？教师讲述：通过上节课的学习我们知道了磁场对电流有力的作用，而电流又是由于电荷的定向移动而形成的，由此你们会想到什么？学生讨论、回答；教师总结：磁场可能对运动的电荷有力的作用。

学生带着这个问题，观察演示实验——观察磁场阴极射线在磁场中的偏转(95页图3.5-1)教师说明电子射线管的原理：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。

人教版高中物理一轮总复习课后习题考点规范练35 磁场对运动电荷的作用力

考点规范练35 磁场对运动电荷的作用力一、单项选择题1.如图所示,一个带负电的物体从粗糙斜面顶端滑到底端时,速度为v。

若加上一个垂直纸面向外的磁场,则滑到底端时( )A.v变大B.v变小C.v不变D.不能确定v的变化2.如图所示,在正方形abcd区域内存在一垂直纸面的匀强磁场,磁感应强度的大小为B1。

一带电粒子从ad边的中点P垂直ad边射入磁场区域后,从cd边的中点Q射出磁场。

若将磁场的磁感应强度大小变为B2后,该粒子仍从P点以相同的速度射入磁场,结果从c点射出磁场,则B1B2等于( )A.52B.72C.54D.743.如图所示,两根长直导线竖直插入光滑绝缘水平桌面上的M、N两小孔中,O为M、N连线中点,连线上a、b两点关于O点对称,导线均通有大小相等、方向向上的电流。

已知长直导线在周围空间某点产生的磁场的磁感,式中k是常数、I是导线中电流、r为该点到直导线的距离。

应强度B=kIr现有一置于a点的带负电小球获得一沿ab方向的初速度v0,已知小球始终未离开桌面。

关于小球在两导线间的运动情况,下列说法正确的是( )A.小球先做加速运动后做减速运动B.小球做曲率半径先增大后减小的曲线运动C.小球对桌面的正压力先减小后增大D.小球做匀速直线运动4.如图所示,直角坐标系中y轴右侧存在一垂直纸面向里、宽为a的有界匀强磁场,磁感应强度为B,右边界PQ平行于y轴。

一粒子(重力不计)从原点O以与x轴正方向成θ角的速度v垂直射入磁场,当斜向上射入时,粒子恰好垂直PQ射出磁场;当斜向下射入时,粒子恰好不从右边界射出。

粒子的比荷及粒子恰好不从右边界射出时在磁场中运动的时间分别为( )A.vBa ,2πa3vB.v2Ba,2πa3vC.v2Ba ,4πa3vD.vBa,4πa3v5.如图所示,一电子以垂直于匀强磁场的速度v A,从A处进入长为d、宽为h的磁场区域,发生偏移而从B处离开磁场。

电子的电荷量为e,磁场的磁感应强度为B,圆弧AB的长为l,则( )A.电子在磁场中运动的时间为t=dv AB.电子在磁场中运动的时间为t=lv AC.洛伦兹力对电子做功是Bev A·hD.电子在A、B两处的速度相同6.如图所示,在半径为R的圆形区域内,有匀强磁场,磁感应强度为B,方向垂直于圆平面(未画出)。

新教材人教版高中物理选择性必修第二册 1-2磁场对运动电荷的作用力教学讲义

第一章安培力与洛伦兹力第2节磁场对运动电荷的作用力【素养目标】1.通过实验探究，感受磁场对运动电荷有力的作用．2．知道什么是洛伦兹力，会用左手定则判断洛伦兹力的方向．3．了解洛伦兹力公式的推导过程，会用公式分析求解洛伦兹力．4．了解电视显像管的基本构造和工作原理．【必备知识】知识点一、洛伦兹力1、定义：运动电荷在磁场中所受的力称为洛伦兹力。

2、洛伦兹力的方向：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，并使四指指向正电荷运动的方向，这时拇指所指的方向就是运动的正电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向，负电荷受力的方向与正电荷受力的方向相反．3、洛伦兹力的大小(1)当v与B成θ角时：F＝Bqv sin_θ.(2)当v⊥B时：F＝qvB.(3)当v∥B时：F＝0.4、洛伦兹力与安培力的关系安培力是洛伦兹力的宏观表现，洛伦兹力是安培力的微观实质．(1)方向：洛伦兹力的方向与运动电荷形成的等效电流的安培力方向相同．(2)大小：一段通电导线所受安培力大小等于该段导线内所有运动电荷所受洛伦兹力的矢量和．洛伦兹力总不做功，而安培力可以做功。

知识点二、洛伦兹力与电场力的比较产生条件v ≠0且v 不与B 平行电场中无论电荷处于何种状态F ≠0大小 F ＝qvB (v ⊥B ) F ＝qE方向满足左手定则F ⊥B 、F ⊥v正电荷受力方向与电场方向相同，负电荷受力方向与电场方向相反做功情况任何情况下都不做功可能做正功、负功，也可能不做功作用效果只改变电荷运动的速度方向，不改变速度大小既可以改变电荷运动的速度大小，也可以改变电荷运动的方向【点睛】推导洛伦兹力公式设有一段长为L ，横截面积为S 的直导线，单位体积内的自由电荷数为n ，每个自由电荷的电荷量为q ，自由电荷定向移动的速率为v .这段通电导线垂直磁场方向放入磁感应强度为B 的匀强磁场中．(1)根据电流的定义式可知通电导线中的电流I ＝Q t ＝nSvtqt＝nqSv .(2)通电导线所受的安培力F 安＝BIL ＝B (nqSv )L . (3)这段导线内的自由电荷数N ＝nSL . (4)每个电荷所受的洛伦兹力F 洛＝F 安N ＝B nqvS LnSL＝qvB .【点睛】对公式的理解(1)适用条件：运动电荷的速度方向与磁场方向垂直，当v＝0时，F洛＝0，即相对磁场静止的电荷不受洛伦兹力作用．(2)B、v夹角对洛伦兹力的影响：①当θ＝90°时，v⊥B，sin θ＝1，F洛＝qvB，即运动方向与磁场垂直时，洛伦兹力最大．②当v∥B时，θ＝0°，sin θ＝0，F洛＝0，即运动方向与磁场平行时，不受洛伦兹力．③若不垂直，F洛＝qvB sin θ.知识点三、电子束的磁偏转1、洛伦兹力的方向与粒子的运动速度方向垂直。

高中物理(新人教版)选择性必修二课后习题：磁场对运动电荷的作用力(课后习题)【含答案及解析】

第一章安培力与洛伦兹力磁场对运动电荷的作用力课后篇素养形成必备知识基础练1.电荷量为+q的粒子在匀强磁场中运动,下列说法正确的是()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,且速度大小不变、方向相反,则洛伦兹力的大小、方向均不变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.粒子在只受洛伦兹力作用下运动的动能、速度均不变,而且与粒子速度的方向有关,又由于洛伦兹力的方向永远与粒子的速度方向垂直,速度方向不同时洛伦兹力的方向也不同,所以A选项错误。

因为改为-q且速度反向时所形成的电流方向与原+q运动形成的电流方向相同,由左手定则可知洛伦兹力方向不变,再由F=qvB知大小不变,所以B选项正确。

电荷进入磁场时的速度方向可以与磁场方向成任意夹角,所以C选项错误。

因为洛伦兹力总与速度方向垂直,因此洛伦兹力不做功,粒子动能不变,但洛伦兹力可改变粒子的运动方向,使粒子速度的方向不断改变,所以D选项错误。

2.一束混合粒子流从一发射源射出后,进入如图所示的磁场,分离为1、2、3三束粒子流,不考虑重力及粒子间的相互作用,则下列选项不正确的是()A.1带正电B.1带负电C.2不带电D.3带负电,带正电的粒子向左偏,即粒子1;不偏转说明不带电,即粒子2;带负电的粒子向右偏,即粒子3,故选B。

3.如图所示,一束电子流沿管的轴线进入螺线管,忽略重力,电子在管内的运动应该是()A.当从a端通入电流时,电子做匀加速直线运动B.当从b端通入电流时,电子做匀加速直线运动C.不管从哪端通入电流,电子都做匀速直线运动D.不管从哪端通入电流,电子都做匀速圆周运动v∥B,F洛=0,电子做匀速直线运动。

4.如图所示,在竖直绝缘的水平台上,一个带正电的小球以水平速度v0抛出,落在地面上的A点,若加一垂直纸面向里的匀强磁场,小球仍能落到地面上,则小球的落点()A.仍在A点B.在A点左侧C.在A点右侧D.无法确定,小球此时受到了斜向上的洛伦兹力的作用,小球在竖直<g,故小球在空中做曲线运动的时间将增加,同时水平方向上加速,故落方向的加速度a y=mg-qvBcosθm点应在A点的右侧,选项C正确。

运动电荷在磁场中受到的力课件——高二上学期物理人教版选修

速度选择器材
2、一个粒子以上述速度v射入时，将做什么运动？
3、一个电子以上述速度v射入时，将做什么运动？
4、一个质子以v从右侧入射？ 5、一个电子从右侧以v入射？
例．带有等量异种电荷的平行金属板a、b间存在沿纸面向下的匀强电场，电场强度为E，两板间还有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，如图所示．在此正交电磁场的左侧有电量、质量、速度都不相等的各种正、负离子沿平行板方向垂直飞入正交电磁场区，下列说法中正确的是
知识回顾：
磁场对电流的作用——安培力
判断下列图中安培力的方向，及大小。
F=BIL
F
电流是怎样产生的呢？
电荷的定向移动产生电流
磁场对放入其中的电流有力的作用，而电流是因为电荷的定向作用移动形成的，那么是不是磁场对运动电荷也有力的作用？
实验：磁场对运动电荷的作用结论：磁场对运动电荷有力的作用。
电流强度I？
通电导线所受的安培力？
这段导线内的自由电荷数？
每个电荷所受的洛伦兹力？
L
二、洛伦兹力的大小：
电流的微观表达式为
I=nqsv
安培力为 F安=BIL
通过导体的电子数
N=nsL
L
每个电子受的磁场力为 F洛 = F安/N
F洛＝qvB
(适用条件：速度方向与磁场方向垂直)
洛伦兹力：F=qvB (v垂直B）
摆球在运动中洛伦兹力不做功，由动能定理得：
mgL 1 cos 1 mv2
2
v 2gL1 cos
1.当摆球向右经过最低点时，
T1 F洛 mg
m
v2 L
2.当摆球向左经过最低点时?
洛伦兹力的实际应用
1、当一带正电q的粒子以速度v沿螺线管中轴线进入该通电螺线管，若不计重力，则 [

2磁场对运动电荷的作用力-人教版高中物理选择性必修第二册(2019版)教案

2 磁场对运动电荷的作用力-人教版高中物理选择性必修第二册（2019版）教案1. 温故知新在上一节课中，我们已经学过了电场对电荷的作用力和电场的基本性质。

我们知道，当电场与运动电荷相互作用时，电场将加速电荷，使其在电场中运动。

本节课将会延伸我们的学习，学习磁场对运动电荷的作用力以及磁场的基本性质。

2. 磁场对运动电荷的作用力磁场是由电荷的运动所产生的。

这意味着当电荷以某种方式运动时，它将会产生一个磁场。

同样地，当电荷穿过一个磁场时，它也会受到一个力的作用，这个力称为“洛伦兹力”。

2.1 洛伦兹力的计算公式洛伦兹力的计算公式为：$$\\boldsymbol{F} = q(\\boldsymbol{v}\\times\\boldsymbol{B})$$其中，$\\boldsymbol{F}$为洛伦兹力，q为电荷的电量，$\\boldsymbol{v}$为电荷的速度，$\\boldsymbol{B}$为磁感应强度。

这个公式告诉我们，当电荷沿着速度方向运动时，磁场将会对它产生作用力，这个力垂直于速度和磁场方向，并且遵循右手定则，如下图所示：右手定则示意图如图所示，右手握拳，拇指指向运动电荷的速度方向，食指指向磁场方向，则二者垂直的方向即为洛伦兹力的方向。

2.2 磁场的基本性质磁场与电场不同，它有一些独特的性质：•磁场是由电荷的运动所产生的。

•磁场力的方向始终垂直于电荷的运动方向和磁场方向。

•磁场力对速度没有影响，只对速度的方向和大小有影响。

3. 实验探究3.1 非匀磁场的实验探究实验目的1.研究非匀磁场中，运动电子束产生的偏转现象；2.验证电子受到磁场力的方向与速度、磁场的方向垂直，并符合洛伦兹力定律。

实验器材1.非匀磁场模型，示波器等。

实验步骤1.打开实验仪器，调节示波器使其处于最佳状态；2.调节模型之间的距离与斜度，控制电子束斜着进入磁场的角度；3.根据示波器上观察到的现象，测定出偏转后的距离以及角度。

新课改高中物理选修二同步专题讲义：02 A磁场对运动电荷的作用力基础版(教师版)

磁场对运动电荷的作用力知识点：磁场对运动电荷的作用力一、洛伦兹力的方向和大小1．洛伦兹力(1)定义：运动电荷在磁场中受到的力．(2)与安培力的关系：通电导线在磁场中受到的安培力是洛伦兹力的宏观表现．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，让磁感线从掌心垂直进入，并使四指指向正电荷运动的方向，这时拇指所指的方向就是运动的正电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向．负电荷受力的方向与正电荷受力的方向相反．3．洛伦兹力的大小(1)当v与B成θ角时，F＝q v B sinθ.(2)当v⊥B时，F＝q v B.(3)当v∥B时，F＝0.二、电子束的磁偏转1．显像管的构造：如下图所示，由电子枪、偏转线圈和荧光屏组成．2．显像管的原理(1)电子枪发射高速电子．(2)电子束在磁场中偏转．(3)荧光屏被电子束撞击时发光．3．扫描：在偏转区的水平方向和竖直方向都有偏转磁场，其方向、强弱都在不断变化，使得电子束打在荧光屏上的光点从上向下、从左向右不断移动．技巧点拨一、洛伦兹力的方向1．洛伦兹力的方向总是与电荷运动的方向及磁场方向垂直，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，如图甲、乙所示．2．在用左手定则判断运动的电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向时，对于正电荷，四指指向电荷的运动方向；但对于负电荷，四指应指向电荷运动的反方向．二、洛伦兹力的大小1．洛伦兹力与安培力的关系(1)安培力是导体中所有定向移动的自由电荷受到的洛伦兹力的宏观表现，而洛伦兹力是安培力的微观本质．(2)洛伦兹力对电荷不做功，但安培力却可以对导体做功．2．洛伦兹力的大小：F＝q v B sinθ，θ为电荷运动的方向与磁感应强度方向的夹角．(1)当θ＝90°时，v⊥B，sinθ＝1，F＝q v B，即运动方向与磁场垂直时，洛伦兹力最大．(2)当v∥B时，θ＝0°，sinθ＝0，F＝0，即运动方向与磁场平行时，不受洛伦兹力．三、带电体在洛伦兹力作用下的运动1．带电体在匀强磁场中速度变化时洛伦兹力的大小往往随之变化，并进一步导致弹力、摩擦力的变化，带电体将在变力作用下做变加速运动．2．利用牛顿运动定律和平衡条件分析各物理量的动态变化时要注意弹力为零的临界状态，此状态是弹力方向发生改变的转折点．四、求解带电体在磁场中的运动问题的解题步骤1．确定研究对象，即带电体；2．确定带电体所带电荷量的正、负以及速度方向；3．由左手定则判断带电体所受洛伦兹力的方向，并作出受力分析图；4．由平行四边形定则、矢量三角形或正交分解法等方法，根据物体的平衡条件或牛顿第二定律列方程求解．5．对于定性分析的问题还可以采用极限法进行推理，从而得到结论．例题精练1．（2021•吉林模拟）如图所示，光滑的水平面上有竖直向下的匀强磁场，水平面上平放着一个试管，试管内壁光滑，底部有一个带电小球.现在对试管施加一个垂直于试管的水平拉力F，在拉力F作用下，试管向右做匀速运动，带电小球将从管口飞出。

运动电荷在磁场中受到的力--优质获奖精品教案 (2)

教师教学实施方案
体系。

完成学案巡视学生自主学习的进展，学生填写学案的
情况。

尽可能多得独
立完成学案内
容
结对交流指导、倾听学生的交流，初步得出学生预习
的效果情况。

就学案中教材
诠释交流的内
容与结对学习
的同学交流。

第二层级
(小组讨论
小组展
示补充质
疑教师点评) 一、观察
阴极射
线在磁
场中的
偏转
演示实验：观察阴极射线在磁场中的偏
转。

要
让
学
生
学会正确运用左手定则来判断负电荷的受
力情况。

(1)图甲是阴极射线管的结构示意图,荧
光屏的作用是什么?电子运动的方向怎样?
阴极射线管中电流的方向是怎样的?
点评：电子束是看不见的,但有荧光效应,荧
光屏的作用就是显示电子束的径迹。

电子运
动的方向是从阴极到阳极,而其电流的方向
是从阳极到阴极。

(2)图乙是把阴极射线管放入磁场中的
情形,电子束偏转方向是怎样的?如果把与
电子运动方向相同的电流放入该位置,则所
受安培力的方向怎样?
点评：图乙中电子束向下偏转,如果把与电
子运动方向相同的电流放入该位置,根据左
手定则可判断它所受安培力的方向向上。

学生讨论、展
示
学生讨论、展
示
演示实
验
口头表
述
PPT呈
现。

高中物理第三章磁场第二讲磁场对运动电荷的作用破题致胜复习检测新人教选修

第二讲磁场对运动电荷的作用自主复习知识点1洛伦兹力的方向及大小1. 洛伦兹力：磁场对运动电荷的作用力叫做洛伦兹力．2. 洛伦兹力的方向(1)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__________________，这时拇指所指的方向就是运动的正_____在磁场中_____________________.(2)方向特点：F 、v 、B 满足左手定则，F 垂直于v 、B 所决定的平面． 3. 洛伦兹力的大小：F ＝qvBsin θ其中θ为电荷运动方向与磁场方向之间的夹角． (1)当电荷运动方向与磁场方向垂直时，F ＝qvB. (2)当电荷运动方向与磁场方向平行时，F ＝0. (3)当电荷在磁场中静止时，F ＝0.知识点2 带电粒子在匀强磁场中的运动1. 若带电粒子的速度方向与匀强磁场方向平行，则带电粒子以入射速度v 做___________运动．2. 若带电粒子的速度方向与匀强磁场方向垂直，带电粒子在垂直于磁感线的平面内，以入射速度v 做__________运动．(1)基本公式①向心力公式：Bqv ＝m r v2. ②轨道半径公式：r ＝Bq mv. ③周期、频率和角速度公式：T ＝v 2πr ＝qB 2πm f ＝T 1＝2πm Bq ω＝T 2π＝2πf ＝m Bq . (2)T 、f 和ω的特点T 、f 和ω的大小与轨道半径r 和运行速率v 无关，只与磁场的______________和粒子的比荷m q有关．比荷m q相同的带电粒子，在同样的匀强磁场中T 、f 、ω相同.知识点3 质谱仪和回旋加速器1. 质谱仪(1)构造：如图所示，由粒子源、___________、___________和照相底片(2)原理：①电场中加速：根据动能定理qU ＝21mv 2.②磁场中偏转：粒子在磁场中受洛伦兹力作用而偏转，做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律得关系式qvB ＝m r v2.(3)应用：分析粒子的比荷m q或质量，确定_________的存在． 2. 回旋加速器(1)构造：如图所示，D 1、D 2是半圆金属盒，D 形盒的缝隙处接交流电源．D 形盒处于匀强磁场中．(2)原理：交流电的周期和粒子做圆周运动的周期______，粒子在做圆周运动的过程中一次一次地经过D 形盒缝隙，两盒间的电场强度方向周期性地发生变化，粒子就会被一次一次地加速．考点1 洛伦兹力与电场力的比较对应力内容项目洛伦兹力电场力产生条件v≠0且v不与B平行电荷处在电场中大小F＝qvB(v⊥B) F＝qE力方向与场方向的关系一定是F⊥B，F⊥v与电荷电性无关正电荷与电场方向相同，负电荷与电场方向相反做功情况任何情况下都不做功可能做正功、负功，也可能不做功力为零时场的情况F为零，B不一定为零F为零，E一定为零作用效果只改变电荷运动的速度方向，不改变速度大小既可以改变电荷运动的速度大小，也可以改变电荷运动的方向例题：(多选)如图所示，空间的某一区域存在着相互垂直的匀强电场和匀强磁场，一个带电粒子以某一初速度由A点进入这个区域沿直线运动，从C点离开区域；如果将磁场撤去，其他条件不变，则粒子从B点离开场区；如果将电场撤去，其他条件不变，则这个粒子从D点离开场区．已知BC＝CD，设粒子在上述三种情况下，从A到B、从A到C和从A到D所用的时间分别是t1、t2和t3，离开三点时的动能分别是E k1、Ek2、Ek3，粒子重力忽略不计，以下关系正确的是( )A. t1＝t2<t3B. t1<t2＝t3C. Ek1>Ek2＝Ek3D. Ek1＝Ek2<Ek3【答案】AC考点2 带电粒子在匀强磁场中的运动问题1.圆心的确定(1)基本思路：与速度方向垂直的直线和图中弦的中垂线一定过圆心．(2)两种常见情形：①已知入射方向和出射方向时，可通过入射点和出射点分别作垂直于入射方向和出射方向的直线，两条直线的交点就是圆弧轨道的圆心(如图甲a所示，图中P为入射点，M为出射点)．②已知入射点和出射点的位置时，可以先通过入射点作入射方向的垂线，再连接入射点和出射点，作其中垂线，这两条垂线的交点就是圆弧轨道的圆心(如图甲b所示，图中P为入射点，M为出射点)．2. 半径的确定和计算利用平面几何关系，求出该圆的可能半径(或圆心角)，并注意以下两个重要的几何特点：(1)粒子速度的偏向角φ等于圆心角α，并等于AB 弦与切线的夹角(弦切角θ)的2倍(如图所示)，即φ＝α＝2θ＝ωt .(2)相对的弦切角θ相等，与相邻的弦切角θ′互补，即θ＋θ′＝180°. 3. 运动时间的确定粒子在磁场中运动一周的时间为T ，当粒子运动的圆弧所对应的圆心角为α时，其运动时间由下式表示：t ＝360°αT(或t ＝2παT)．例题：如图，匀强磁场中有一个带电荷量为q 的离子自a 点沿箭头方向运动，当它运动到b 点时，突然吸收了附近的若干个电子，接着沿另一圆轨道运动到与a 、b 在一条直线上的c 点．已知ac ＝ab ，电子电荷量为e ，电子质量不计．由此可知，离子吸收的电子个数为 ( )A. 3e qB. 3e 2qC. 2e qD. e 2q【答案】A考点3 带电粒子在磁场中运动的多解问题1. 带电粒子电性不确定形成多解受洛伦兹力作用的带电粒子，可能带正电，也可能带负电，在相同的初速度的条件下，正、负粒子在磁场中运动轨迹不同，形成多解．如图甲，带电粒子以速率v垂直进入匀强磁场，如带正电，其轨迹为a，如带负电，其轨迹为b.2. 磁场方向不确定形成多解有些题目只告诉了磁感应强度的大小，而未具体指出磁感应强度的方向，此时必须要考虑磁感应强度方向不确定而形成的多解．如图乙，带正电粒子以速率v垂直进入匀强磁场，如B垂直纸面向里，其轨迹为a，如B垂直纸面向外，其轨迹为b.3. 临界状态不唯一形成多解带电粒子在洛伦兹力作用下飞越有界磁场时，由于粒子运动轨迹是圆弧状，因此，它可能穿过去了，也可能转过180°从入射界面这边反向飞出，如图甲所示，于是形成了多解．4. 运动的周期性形成多解带电粒子在部分是电场，部分是磁场的空间运动时，运动往往具有往复性，从而形成多解．如图乙所示．考点4 带电粒子在磁场中的临界问题1.带电体在磁场中的临界问题的处理方法带电体进入有界磁场区域，一般存在临界问题，处理的方法是寻找临界状态，画出临界轨迹： (1)带电体在磁场中，离开一个面的临界状态是对这个面的压力为零． (2)射出或不射出磁场的临界状态是带电体运动的轨迹与磁场边界相切． 2. 解决带电粒子在磁场中的临界问题的关键解决此类问题，关键在于运用动态思维，寻找临界点，确定临界状态，根据粒子的速度方向找出半径方向，同时由磁场边界和题设条件画好轨迹、定好圆心，建立几何关系．例题：如图所示的平面直角坐标系xOy ，在第Ⅰ象限内有平行于y 轴的匀强电场，方向沿y 轴正方向；在第Ⅳ象限的正三角形abc 区域内有匀强磁场，方向垂直于xOy 平面向里，正三角形边长为L ，且ab 边与y 轴平行．一质量为m 、电荷量为q 的粒子，从y 轴上的P(0，h)点，以大小为v 0的速度沿x 轴正方向射入电场，通过电场后从x 轴上的a(2h,0)点进入第Ⅳ象限，又经过磁场从y 轴上的某点进入第Ⅲ象限，且速度与y 轴负方向成45°角，不计粒子所受的重力．求：(1)电场强度E 的大小；(2)粒子到达a 点时速度的大小和方向； (3)abc 区域内磁场的磁感应强度B 的最小值．(2)粒子到达a 点时沿y 轴方向的分速度为v y ＝at ＝v 0 所以v ＝y 2＝v 0 方向指向第Ⅳ象限与x 轴正方向成45°角． (3)粒子在磁场中运动时，有qvB ＝m r v2当粒子从b 点射出时，磁场的磁感应强度为最小值，此时有r ＝22L ，所以B ＝qL 2mv0. 【答案】(1)0 (2)v 0 方向指向第Ⅳ象限与x 轴正方向成45°角 (3)qL 2mv0巩固练习1.平面OM 和平面ON 之间的夹角为30°，其横截面（纸面）如图所示，平面OM 上方存在匀强磁场，磁感应强度大小为B 、方向垂直于纸面向外。

高二物理磁场对运动电荷的作用力人教版知识精讲

高二物理磁场对运动电荷的作用力人教版知识精讲【同步教育信息】一. 本周教学内容磁场对运动电荷的作用力二. 知识要点1. 知道洛伦兹力的概念，培养学生的推理能力和对实验的观察能力。

2. 知道洛伦兹力大小f ＝Bqv 的推导，培养学生构建物理模型的能力。

3. 掌握洛伦兹力方向的判断，培养学生空间想象的能力。

4. 知道带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的物理道理5. 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。

6. 知道质谱仪的工作原理。

7. 知道回旋加速器的基本构造和加速原理。

8. 知道加速器的基本用途。

三. 疑难解析1. 运动电荷所受磁场的作用力叫洛伦兹力，通电导线所受的安培力实际上是作用在运动电荷上的洛伦兹力的宏观表现。

洛伦兹力恒不做功，但安培力却可以做功。

可见安培力与洛伦兹力既有不可分割的必然联系，但也有其显著的区别。

2. 洛伦兹力的方向用左手定则判定。

注意四指指向正电荷运动方向（或负电荷运动的相反方向），洛伦兹力的方向既与电荷的运动方向垂直，又与磁场方向垂直，即总是垂直于磁场方向和电荷运动方向所决定的平面。

从而洛伦兹力对运动电荷不做功。

3. 洛伦兹力的大小f=Bqvsin α，α为B 与v 的夹角。

① 当B ⊥v 时，洛伦兹力最大，为f=Bqv ；② 当B ∥v 时，洛伦兹力最小，为f ＝0；③ 当B 与v 成某一角度α时，洛伦兹力为f=Bqvsin α。

此时，只有垂直于磁感应强度B 的分速度v ⊥才会产生洛伦兹力。

即 f=Bqv ⊥。

4. 本节课文只考虑带电粒子在磁场中运动的几种特殊情况：① 不考虑粒子本身的重力（一般如电子、质子、α粒子、离子等）；② 磁场为匀强磁场，并只处理两种简单情况。

初速度与磁场平行：此时洛伦兹力f ＝0，粒子将沿初速度方向匀速直线运动。

初速度与磁场垂直：由于洛伦兹力总与粒子的运动方向垂直，粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，其向心力由洛伦兹力提供。

高二新人教版物理选修运动电荷在磁场中受到的力

答案：C
解析：不管通有什么方向的电流，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.
题型 2 带电物体在复合场中的运动考例如图所示，在磁感应强度为 B 的水平匀强磁场中，有一足够长的绝缘细棒 OO′在竖直面内垂直于磁场方向放置，细棒与水平面夹角为 α.一质量为 m、带电荷量为＋q 的圆环 A 套在 OO′棒上，圆环与棒间的动摩擦因数为 μ，且 μ<tanα.现让圆环 A 由静止开始下滑，试问圆环在下滑过程中：
强磁场中，磁感应强度方向与管道垂直．现给带电
球体一个水平速度 v，则在整个运动过程中，带电
球体克服摩擦力所做的功可能为( )
A．0
B.12m(mqBg)2
C.12mv2
D.12m[v2－(mqBg)2]
[易错分析]对易错选项及错误原因具体分析如下：
易漏选项
错误原因
(1)误认为无论小球的速度多大，由于管道粗 A项
由上两式得 LBD＝LBD′，所以 B 项正确．当加磁场时，由左手定则知物块在运动过程中对斜面及地面的正压力减小，又洛仑兹力不做功，所以可判断 C 项正确.
题型 3 洛伦兹力与现代科技
考例目前世界上正在研究新型发电机——磁流体发电机，它的原理图如图所示，设想在相距为 d 的两平行金属板间加磁感应强度为 B 的匀强磁场，两板通过开关和灯泡相连．将气体加热电离后，由于正负离子一样多，且带电荷量均为 q，因而称为等离子体，将其以速度 v 喷入甲、乙两板之间，这时甲、乙两板就会聚集电荷，产生电压，这就是磁流体发电机的原理，它可以直接把内能转化为电能，试问：
4．洛伦兹力的方向：(用左手定则判) 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，并使四指指向正电荷运动的方向，这时拇指所指的方向就是运动的正电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向．负电荷受力的方向与正电荷受力的方向相反.

高中物理第三章磁场运动电荷在磁场中受到的力教案新人教选修

3．5 磁场对运动电荷的作用1【教学目标】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、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.重点：利用左手定则判断洛伦兹力的方向难点：利用左手定则判断洛伦兹力的方向【自主学习】1、洛伦兹力的方向和大小(1）、洛伦兹力：（2）、洛伦兹力方向的判断——左手定则伸开___ 手，使大拇指和其余四指_______并且都与手掌处于________ 内，让磁感线_____________穿入手心，并使四指指向 _____ 电荷运动的方向，这时___________________ 方向就是运动正电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向；负电荷受力的方向与正电荷相反.洛伦兹力的方向始终与速度方向垂直，故洛伦兹力始终不做功试判断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.（3）、洛伦兹力的大小（a）当粒子运动方向与磁感应强度平行时（v//B） F =（b）当粒子运动方向与磁感应强度垂直时（v┴B） F =（c）当粒子运动方向与磁感应强度方向成θ时 F =2、显像管的工作理（1）原理：（2）构造：由 ___________、___________、___________ 等组成合作探究：预读教材P96思考与讨论，完成下列问题（1）利用安培力F=BIL推导洛伦兹力的大小（写出推导过程，并画图辅助说明）提示：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。

思考一：这段导体所受的安培力为多大？思考二：这段导体中含有多少自由电荷数？思考三：这段导线中电流I的微观表达式是多少？思考四：每个自由电荷所受的洛伦兹力大小为多大？总结洛伦兹力的计算公式例1：、电子的速率v=3×106 m/s，垂直射入B=0.10 T的匀强磁场中，它受到的洛伦兹力是多大？(2)：完成教材P97思考与讨论：1、洛伦兹力对带电粒子运动的速度有什么影响？2、洛伦兹力对带电粒子做功是多少？(3)预读P97电视显像管的工作原理，完成思考与讨论所提问题显像管原理示意图(俯视图)1、要使电子打在A点，偏转磁场应该沿什么方向？2、要使电子打在B点，偏转磁场应该沿什么方向？第4题3、要使电子打在荧火屏的位置从A 点向B 点逐渐移动，偏转磁场应该怎样变化？【例2】．如图所示是带电粒子速度选择器的原理图．如果带电粒子所具有的速度v=E/B ( )A ．带正电的粒子必须沿ab 方向从左侧进入场区才能沿直线通过B ．带负电的粒子必须沿ba 向从右侧进入场区才能沿直线通过C ．不论粒子的电性如何，沿ab 方向从左侧进入场区都能沿直线通过D ．不论粒子的电性如何，沿b 方向从右侧进人场区都不能沿直线通过【当堂练习】1. 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 ．此空间可能有方向与电子速度平行的磁场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2.电子以速度v 0垂直进入磁感应强度为B 的匀强磁场中，则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 ．电子的速度始终不变3.如图所示，带电粒子所受洛伦兹力方向垂直纸面向外的是（）4.如图所示，空间有磁感应强度为B ，方向竖直向上的匀强磁场，一束电子流以初速v 从水平方向射入，为了使电子流经过磁场时不偏转（不计重力），则在磁场区域内必须同时存在一个匀强电场，这个电场的场强大小与方向应是（）A ．B/v ，方向竖直向上B ．B/v ，方向水平向左C ．Bv ，垂直纸面向里D ．Bv ，垂直纸面向外5.在高真空的玻璃管中，封有两个电极，当加上高电压后，会从阴极射出一束高速电子流，称为阴极射线．如在阴极射线管的正上方平行放置一根通以强电流的长直导线，其电流方向如图3－5－5所示．则阴极射线将会( )A．向上偏斜B．向下偏斜C．向纸内偏斜 D．向纸外偏斜6．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．安培力是洛伦兹力的宏观表现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7、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( )A．竖直向下沿直线射向地面 B．相对于预定地点，稍向东偏转C．相对于预定地点，稍向西偏转 D．相对于预定地点，稍向北偏转高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。