园区高二物理《磁场对运动电荷的作用》A学案
高二物理教案物理教案-磁场对运动电荷的作用_0812文档
2020高二物理教案物理教案-磁场对运动电荷的作用_0812文档EDUCATION WORD高二物理教案物理教案-磁场对运动电荷的作用_0812文档前言语料:温馨提醒,教育,就是实现上述社会功能的最重要的一个独立出来的过程。
其目的,就是把之前无数个人有价值的观察、体验、思考中的精华,以浓缩、系统化、易于理解记忆掌握的方式,传递给当下的无数个人,让个人从中获益,丰富自己的人生体验,也支撑整个社会的运作和发展。
本文内容如下:【下载该文档后使用Word打开】教学目标知识目标1、知道什么是洛仑兹力,知道电荷运动方向与磁场方向平行时,电荷受到的洛仑兹力等于零;电荷运动方向与磁场方向垂直时,电荷受到的洛仑兹力最大,2、会用左手定则熟练地判定洛仑兹力方向.能力目标由通电电流所受安培力推导出带电粒子受磁场作用的洛仑兹力的过程,培养学生的迁移能力.情感目标通过本节教学,培养学生科学研究的方法论思想:即“推理――假设――实验验证”.教学建议教材分析本节的重点是洛伦滋力的大小和它的方向,在引导学生由安培力的概念得出洛伦滋力的概念后,让学生深入理解洛伦滋力,学习用左手定则判断洛伦滋力的方向,注意强调:磁场对运动电荷有作用力,磁场对静止电荷却没有作用力..理解洛仑兹力方向的判定方向,注意与点电荷所受电场大小、方向的区别.具体的建议是:,类比电场办法掌握公式的应用.2、学生认真观察实验、思考原因,在教师指导下自己推导,类比理解掌握公式.方案磁场对运动电荷作用一、素质教育目标(一)知识教学点1、知道什么是洛仑兹力,知道电荷运动方向与磁场方向平行时,电荷受到的洛仑兹力等于零;电荷运动方向与磁场方向垂直时,电荷受到的洛仑兹力最大,2、会用左手定则熟练地判定洛仑兹力方向.(二)能力训练点由通电电流所受安培力推导出带电粒子受磁场作用的洛仑兹力的过程,培养学生的迁移能力.(三)德育渗透点通过本节教学,培养学生进行“推理――假设――实验验证”的科学研究的方法论教育.(四)美育渗透点注意营造师生感情平等交流的氛围,用优美的语音感染学生.在平等自由的审美情境中,使师生的感情达到共鸣,从而培养学生的审美情感.二、学法引导,类比电场办法掌握公式的应用。
人教版高中物理第二册磁场对运动电荷的作用 学案
磁场对运动电荷的作用学案学习点拨一、洛仑兹(H.A.Lorentz)洛仑兹1853年7月18日出生于荷兰阿纳姆附近.1870年考入莱顿大学学习数学和物理学.1875年获得博士学位.25岁起任莱顿大学理论物理学教授.1880年洛仑兹以很高的精度测定了热功当量,得到的结果是426.2kg*m/kcal.1881年他根据霍耳效应解释了磁致旋光现象,推导出罗兰磁致旋光方程与麦克斯韦旋光方程等价.洛仑兹最重要的贡献是补充和发展了经典电磁理论,并于1896年创立了经典电子论,很好地解释了物质中的一系列电磁现象以及物质在电磁场中运动的一些效应.1896年洛仑兹的学生塞曼发现了原子光谱在磁场中的分裂现象,即塞曼效应.随後洛仑兹利用经典电磁理论解释了正常塞曼效应.由于在磁光效应方面的发现,洛仑兹与塞曼共同获得1902年的诺贝尔物理学奖。
除此之外,洛仑兹还确定了电子在磁场中所受的力,即“洛仑兹力”。
为解释迈克尔逊-莫雷实验的结果,1904年洛仑兹提出了洛仑兹变换和质量与速度关系式,使麦克斯韦方程组从一个惯性系变换到另一个惯性系时能够保持不变,为爱因斯坦创立狭义相对论奠定了基础.1928年2月4日,洛伦兹在哈勒姆逝世.在葬礼当天,荷兰全国电讯、电话中止3分钟,以哀悼位享有盛誉的科学家.爱因斯坦在悼词中称洛伦兹是“我们时代最伟大、最高尚的人.”为纪念洛仑兹的贡献,荷兰政府决定从1945年起把每年他的生日那天定为“洛仑兹节”.二、洛伦兹力的方向安培力的方向根据左手定则判断,而安培力是大量定向移动的电荷所受洛伦兹力作用的宏观表现,因此洛伦兹力的方向可用左手定则来判断:张开左手使大拇指与其余四指垂直且在同一平面内,让磁感线穿过手心,让四指指向正电荷运动的方向,则大拇指所指的方向就是正电荷所受的洛伦兹力的方向.若沿该方向运动的是负电荷,则它所受的洛伦兹力的方向与正电荷恰好相反.说明:由于电荷有“正、负”之分,故四指应指向正电荷运动的方向或负电荷运动的反方向——相当于指向电流的方向。
6.2磁场对运动电荷的作用-----导学案
第二节磁场对运动电荷的作用一、学习目标1、理解洛仑兹力的概念;2、能从安培力公式推导洛伦兹力公式的计算式,体会洛伦兹力与安培力之间的关系。
3、掌握洛仑兹力的计算及方向的判断;二、资料拓展1、极光极光是出现于星球的高磁纬地区上空,是一种绚丽多彩的发光现象。
极光是由于太阳带电粒子流(太阳风)进入地球磁场,在地球南北两极附近地区的高空,夜间出现的灿烂美丽的光辉。
在南极被称为南极光,在北极被称为北极光。
地球的极光是来自地球磁层或太阳的高能带电粒子流(太阳风)使高层大气分子或原子激发(或电离)而产生。
极光常常出现于纬度靠近地磁极地区上空,一般呈带状、弧状、幕状、放射状,这些形状有时稳定有时作连续性变化。
极光产生的条件有三个:大气、磁场、高能带电粒子。
这三者缺一不可。
极光不只在地球上出现,太阳系内的其他一些具有磁场的行星上也有极光。
2、阴极射线阴极射线是在1858年利用低压气体放电管研究气体放电时发现的。
1897年约瑟夫·约翰·汤姆逊根据放电管中的阴极射线在电磁场和磁场作用下的轨迹确定阴极射线中的粒子带负电,并测出其荷质比,这在一定意义上是历史上第一次发现电子,12年后美国物理学家罗伯特·安德鲁·密立根用油滴实验测出了电子的电荷。
三、实验探究磁场对运动电荷的作用(一)给阴极射线管接上电源,在射线管中形成电子流(1)没有外加磁场时,观察阴极射线管中电子流的运动轨迹观察轨迹:(2)把一个蹄形磁铁跨放在阴极射线管外面,电子流有什么变化?观察现象:(二)通过上面的实验现象,讨论一下几个问题:(1)电子流偏转说明了什么问题?(2)电子流偏转方向的改变说明了什么问题?(3)什么是洛伦兹力?(4)洛伦兹力与安培力有怎样的联系?如何利用安培力推导洛伦兹力?四、探讨洛伦兹力的大小设一根长为L的通电直导线中通有电流I,处磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场与电F'流方向的夹角为90。
磁场对运动电荷的作用学案
§3.5 磁场对运动电荷的作用力班级 姓名【预习目标】(凡事都要有个目标,要求不高,你一定能达到的)1. 知道什么是洛伦兹力。
会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计算公式及其推导过程。
3. 会计算垂直磁场方向进入匀强磁场的带电粒子受到的洛伦兹力的大小。
4. 了解电视机显像管的工作原理。
【问题引领】问题1:(回顾)我们知道通电导线会受到磁场的安培力作用,那么,如何判断安培力的方向呢?试判断下列通电导线的受力方向问题2:如果导线不通电,磁场还会对导线产生安培力吗?思考:产生上述现象的原因是什么呢?(不妨大胆猜测一下)可否设计几个实验来验证你的猜测呢,请阅读课本P95“演示”部分回答下列问题:问题3:没有磁场时电子束是有磁场时电子束结论:在物理学中,把运动电荷在磁场中所受到的力称为洛伦兹力。
【深层探索】问题4:洛伦兹力和安培力有什么关系?I B B问题5:我们用什么方法来判断洛伦兹力的方向?问题6:如图所示,一段导体中的电流是由负电荷定向移动形成的,请分析自由电子向左移动(即电流向右)时电子所受到的洛伦兹力的方向。
定向移动的自由电子所受洛伦兹力其合力大小表现为安培力,那么每个自由电子所受的洛伦兹力大小是多少呢? 请阅读课本P96“思考与讨论”完成下列题目: 我们知道垂直于磁场B 放置、长为L 的一段导线,当通过的电流为I 时,它所收到的安培力F=BIL 。
若已知导体的横截面积为S ,导体单位体积内含有的电荷数为n ,每个电荷所带的电量为q,每个电荷定向移动的速度为v 。
请尝试推到洛伦兹力大小的表达式:(1) 在t 时间内通过截面的电荷数N=(2) 电流I 与q 的关系(3) 这段长为L=vt 的导线所受到的安培力F 安=(4) 每个电荷所受到的洛伦兹力F 洛=进一步思考,当运动电荷与磁场方向成任意角度θ时,每个运动电荷所受到的洛伦兹力F 洛=问题7:当电子从它的轴线上有里向外运动时受力又如何呢?【 自主预习小结 】 我说一下!。
磁场对运动电荷的作用学案带答案
1 磁场对运动电荷的作用学案考纲要求: 1.洛伦兹力、洛伦兹力的方向 Ⅰ2.洛伦兹力公式 Ⅱ学习目标:1.掌握洛伦兹力的特点2.会分析磁场中电荷的运动课前预习(基础回顾):一、、洛伦兹力的大小、方向1.一电子在磁场中的运动情况如图所示.试分析电子所受洛伦兹力的方向.思考1:如何判断洛仑兹力的方向练习1、如图所示是用电子射线管演示带电粒子在磁场中受洛仑兹力的实验装置,图中虚线是带电粒子的运动轨迹,那么下列关于此装置的说法正确的有A 、A 端接的是高压直流电源的正极B 、A 端接的是高压直流电源的负极C 、C 端是蹄形磁铁的N 极D 、C 端是蹄形磁铁的S 极二、洛伦兹力的特点2.带电量为+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,方向不变C .洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直,磁场方向也b 一定与电荷运动方向垂直D .粒子只受到洛伦兹力作用下运动的速度不变思考2:洛伦兹力有哪些特点?练习2.如图所示,OA 是一光滑绝缘斜面,斜面足够长,倾角θ=37°.一质量 m =0.02kg 的带电体从斜面上的A 点由静止开始下滑.如果物体的带电量q =10-2 C ,垂直纸面向里的匀强磁场B =2.0 T .物体滑至某一位置时离开斜面。
(取g =10 m/s 2,sin37°=0.6,cos37°=0.8).求:(1) 物体带何种电荷?(2) 物体离开斜面时速度多大?斜面至少多长?2三、运动电荷在磁场中的运动3.如图所示,一电子沿轴线OO ′射入通电螺线管,电子在磁场中怎样运动?4.如图所示,在x 轴上方有匀强磁场B ,一个质量为m 、电荷量为-q 的粒子,以速度v 从O 点射入磁场,θ角已知,粒子重力不计,求: (1)粒子在磁场中的运动时间 (2)粒子离开磁场的位置5.如图所示,一束电子(电量为e )以速度v 垂直射入磁感应强度为B ,宽度为d 的匀强磁场中,穿出磁场时速度方向与电子原来入射方向的夹角是30°。
物理教案-磁场对运动电荷的作用
物理教案-磁场对运动电荷的作用一、教学目标1.了解磁场对运动电荷的作用规律。
2.掌握洛伦兹力的计算及应用。
3.培养学生的实验操作能力和分析问题的能力。
二、教学重点与难点1.教学重点:磁场对运动电荷的作用规律,洛伦兹力的计算及应用。
2.教学难点:洛伦兹力方向判断,带电粒子在磁场中的运动轨迹分析。
三、教学过程1.导入新课(1)复习磁场的基本性质,引导学生回顾磁场的定义、磁感线、磁感应强度等概念。
(2)提出问题:磁场对运动电荷会产生什么作用?2.探索磁场对运动电荷的作用(1)引导学生进行实验:让一带电粒子沿磁场方向运动,观察其运动状态。
(2)分析实验结果:带电粒子在磁场中运动时,会受到一个垂直于其速度和磁感应强度方向的力,即洛伦兹力。
3.学习洛伦兹力的计算及应用(1)讲解洛伦兹力的计算公式:F=qvBsinθ,其中F为洛伦兹力,q为电荷量,v为速度,B为磁感应强度,θ为速度与磁场方向的夹角。
(2)举例说明洛伦兹力的应用,如:磁悬浮列车、粒子加速器等。
4.分析带电粒子在磁场中的运动轨迹(1)讲解带电粒子在磁场中的运动规律,如:圆周运动、螺旋运动等。
(2)引导学生分析具体问题,如:带电粒子在磁场中运动时,其轨迹为圆周运动,如何求解圆周运动的半径和周期?5.实践操作(1)布置实验任务:设计一个实验,验证磁场对运动电荷的作用。
(2)学生分组进行实验,观察实验现象,记录实验数据。
(2)反思实验过程中的不足,提出改进意见。
四、课后作业1.复习磁场对运动电荷的作用规律,洛伦兹力的计算及应用。
(1)一带电粒子以速度v垂直射入磁感应强度为B的匀强磁场中,求其运动轨迹的半径。
(2)一带电粒子在磁场中做圆周运动,已知其电荷量、质量和磁感应强度,求其运动周期。
五、教学反思本节课通过实验、讲解、分析等方法,使学生了解了磁场对运动电荷的作用规律,掌握了洛伦兹力的计算及应用。
在教学过程中,注意引导学生参与实验,培养其动手操作和分析问题的能力。
磁场对运动电荷的作用教案
磁场对运动电荷的作用教案教案:磁场对运动电荷的作用一、教学目标:1.了解磁场的概念和性质;2.理解运动电荷在磁场中受到的力和力的方向;3.掌握洛伦兹力的计算方法;4.能够应用洛伦兹力计算运动电荷的轨迹。
二、教学重点:1.理解磁场对运动电荷的作用;2.掌握洛伦兹力的计算方法。
三、教学难点:理解洛伦兹力的方向。
四、教学准备:1.教师准备:教材、黑板、彩色粉笔、投影仪等;2.学生准备:课本、笔。
五、教学步骤:Step1. 导入新课(10分钟)1.出示一幅带有磁场图案的图片,向学生提问:“这是什么?”学生回答:“是一个磁场。
”2.引导学生展开讨论:“磁场是什么?有什么性质?”3.教师依次解释磁场的定义、性质,引导学生认识到磁场是由带电粒子周围的运动电荷产生的,磁场是矢量场,具有方向。
Step2. 磁场对运动电荷的力(20分钟)1.让学生回顾电磁感应过程中的法拉第定律:“当导线受到磁场垂直切割时,产生感应电动势。
”3. 引导学生展开讨论,同学们会认识到运动电荷在磁场中被施加一个力,即洛伦兹力(F=qvBsinθ)。
Step3. 洛伦兹力的方向(30分钟)1.出示一个带有磁场方向的图片,向学生提问:“电荷在磁场中运动时,该如何判断洛伦兹力的方向?”2.引导学生理解右手定则,通过实践演示让学生掌握右手定则的使用方法。
3.利用黑板和彩色粉笔向学生讲解利用右手定则判断洛伦兹力的方向,和草图。
4.引导学生独立完成练习题,检查并纠正错误。
Step4. 洛伦兹力的计算(30分钟)1. 引导学生明确洛伦兹力公式F=qvBsinθ ,其中θ为电荷速度和磁场的夹角。
2.向学生讲解如何计算洛伦兹力,提供实例进行讲解和演示。
3.引导学生独立完成练习题,检查并纠正错误。
Step5. 运动电荷在磁场中的轨迹(20分钟)1.向学生提问:“运动电荷在磁场中的轨迹是什么样子的?”学生回答:“是圆周或螺旋线。
”2.引导学生通过洛伦兹力分析,理解运动电荷在磁场中受到一个向心力,经历圆周或螺旋线运动。
人教版高中物理选修《磁场对运动电荷的作用》word学案1
人教版高中物理选修《磁场对运动电荷的作用》word学案1[学习目标定位] 1.明白用电子射线管研究磁场对运动电荷的作用.2.会用左手定则判定洛伦兹力的方向.3.了解电子束的磁偏转,明白得其原理.4.明白电视机显像管是利用了电子束磁偏转的原理,了解其工作过程.一、洛伦兹力1.定义:磁场对运动电荷的作用力叫洛伦兹力.2.洛伦兹力与安培力的关系通电导线受到的安培力,是导线中定向运动的电荷受到的洛伦兹力的宏观表现.二、洛伦兹力的方向洛伦兹力的方向遵循左手定则.即伸开左手,使拇指与其余四指垂直,同时都跟手掌在同一个平面内,让磁感线从手心进入,并使四指指向正电荷运动的方向,这时拇指所指的方向确实是运动的正电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向;负电荷的受力方向与正电荷的受力方向相反.三、显像管的工作原理1.电视机显像管应用了电子束磁偏转的原理.2.显像管中有一个阴极,工作时它能发射电子,荧光屏被电子束撞击就能发光.一、洛伦兹力[咨询题设计]1.观看电子射线管,了解其结构.不加磁场,观看电子束的径迹,能够得出什么结论?把电子射线管放在蹄形磁铁的两极之间,观看电子束的径迹,又可得出什么结论?调换磁铁南北极的位置,观看电子束的径迹,又可得出什么结论?2.保持电子射线管不动,在缓慢转动磁铁从而改变磁场的方向,再次观看电子束的径迹,又可得出什么结论?[要点提炼]1.洛伦兹力(1)实质通电导线在磁场中所受安培力是洛伦兹力的宏观表现.洛伦兹力是通电导线在磁场中所受安培力的微观本质.(2)方向安培力的方向依照左手定则判定,而安培力是大量定向移动的电荷所受洛伦兹力作用的宏观表现,因此洛伦兹力的方向也可用左手定则来判定.讲明由于电荷有正、负之分,故四指应指向正电荷运动的方向或负电荷运动的反方向——相当于指向电流的方向.2.洛伦兹力的特点(1)洛伦兹力与电荷运动状态有关,当v=0时,F洛=0.(2)由于F洛始终与v垂直,因此洛伦兹力永不做功,这一点与安培力不同,安培力能够对通电导线做功.二、电子束的磁偏转和显像管的工作原理[咨询题设计]探究洛伦兹力演示仪的结构,请摸索:1.它是通过改变什么达到改变电子速度和磁感应强度大小的?2.没有磁场时电子束沿直线运动;外加磁场后电子束沿圆周运动,圆周运动的半径与什么有关?[要点提炼]1.磁偏转由于受洛伦兹力的作用,电子束能在磁场中发生偏转,叫做磁偏转.电子束磁偏转是电视机显像管工作的差不多原理之一.2.显像管工作原理(1)显像管工作原理如图1所示.图1(2)加速:显像管中有一个阴极,用低压电源加热时放出电子,经高电压加速后电子束打在荧光屏上,荧光屏就能发光.但一细束电子打在荧光屏上只能使一个点发光,而实际上整个荧光屏都发光,这是由于磁场作用于电子束的结果.(3)偏转:①使电子束偏转的磁场是由两对线圈产生的,叫做偏转线圈.②在偏转区的水平方向和竖直方向都加有偏转磁场,其方向、强弱都在不断变化,因此电子束打在荧光屏上的光点就不断来回移动(扫描).电子束从最上一行到最下一行扫描一遍叫做一场,电视机中每秒要进行50场扫描,因此我们感到整个荧光屏都在发光.一、洛伦兹力的方向例1如图所示,磁场方向、正电荷的运动方向、电荷所受洛伦兹力的方向两两垂直,则下列选项正确的是()解析由左手定则可判定,A中力F洛应向下;B中力F洛应向右;C中力F洛应向右.针对训练如图2所示,在电子射线管正上方平行放置一根通有足够强直流电流的长直导线,且导线中电流方向水平向右,则电子束将会()图2A.向上偏转B.向下偏转C.向纸里偏转 D.向纸外偏转解析由安培定则可知直导线下面的磁场方向垂直纸面向里,由左手定则并考虑负电荷运动的方向,相当于正电荷运动的相反方向,因此电子束受到向下的力而向下偏转,故B正确.二、带电粒子在磁场中的运动例2如图3所示,a、b是位于真空中的平行金属板,a板带正电,b板带负电,板间场强为E.两板间的空间中加匀强磁场,方向垂直纸面向里,磁感应强度为B,一束电子以大小为v0的速度沿图中虚线方向射入,虚线平行于a、b板,要想电子沿虚线运动,则v0、E、B之间的关系应满足()图3A.v0=E/B B.v0=B/EC.v0=E/Be D.v0=Be/E解析要想使电子沿虚线运动,要求电子受到的电场力等于安培力,即Ee=Bev0,v0=E/B. 针对训练如图4所示,没有磁场时电子束打在荧光屏正中的O点.为使电子束偏转,由安装在管颈的偏转线圈产生偏转磁场.图4(1)假如要使电子束在水平方向偏离中心,打在荧光屏上的A点,偏转磁场应该沿什么方向?(2)假如要使电子束打在B点,磁场应该沿什么方向?解析由左手定则,(1)中偏转磁场应该垂直于纸面向外;(2)中偏转磁场应该垂直于纸面向里.1.(对洛伦兹力的明白得)关于安培力、电场力和洛伦兹力,下列讲法正确的是() A.电荷在电场中一定受电场力作用,电荷在磁场中一定受洛伦兹力作用B.电荷所受电场力一定与该处电场方向一致,电荷所受的洛伦兹力不一定与磁场方向垂直C.安培力和洛伦兹力的方向均可用左手定则判定D.安培力和洛伦兹力本质上差不多上磁场对运动电荷的作用,安培力能够对通电导线做功,洛伦兹力对运动电荷也做功2.(洛伦兹力的大小)带电荷量为+q的粒子在匀强磁场中运动,下列讲法中正确的是() A.只要速度大小相同,所受洛伦兹力就相同B.假如把+q改为-q,速度反向,则洛伦兹力的大小不变C.只要带电粒子在磁场中运动,它一定受到洛伦兹力作用D.带电粒子受到洛伦兹力越小,则该磁场的磁感应强度越小解析阻碍洛伦兹力大小的因素有电荷量、速度大小、磁感应强度的大小及速度与磁感应强度的方向关系,A错;B中由左手定则可知,洛伦兹力方向不变,B正确;当磁场方向与电荷运动方向平行时,F洛=0,C错;磁感应强度由磁场本身的性质决定,与洛伦兹力的大小无关,D错.3.(带电粒子在磁场中的运动)如图5所示是一只电子射线管,左侧不断有电子射出.若在管的正下方放一通电直导线AB,发觉电子的径迹往下偏,则()图5A.导线中的电流由A流向BB.导线中的电流由B流向AC.若要使电子的径迹往上偏,能够通过改变AB中电流的方一直实现D.电子的径迹与AB中的电流方向无关解析因为AB中通有电流,因此电子射线管中会有磁场.电子是因为在磁场中受到洛伦兹力的作用而发生偏转的.由左手定则可知,电子射线管中的磁场方向垂直于纸面向里,又依照安培定则可知,AB中的电流方向应是由B流向A,A错误,B正确;当AB中的电流方向由A流向B,则AB上方的磁场方向变为垂直于纸面向外,电子所受洛伦兹力变为向上,电子束的径迹会变为向上偏转,由以上可见电子的运动径迹与AB中的电流方向有关,C正确,D错误.4.(洛伦兹力方向的判定)试判定如图6所示的带电粒子刚进入磁场时所受洛伦兹力的方向.图6。
《磁场对运动电荷的作用》导学案
五、思考与讨论:
1.当导线中无电流时,导线放在磁场中,但不受安培力作用.可是导线中的自由电荷却在不停地做无规则的(热)运动,速率非常大,可见每个电荷要受洛仑兹力作用,即是说:从微观角度看导线应该(好象)受安培力的作用,对此你作何解释?
2.带电粒子在磁场中运动时,洛仑兹力对带电粒子是否做功?为什么(为下节课的学习埋下伏笔)?
3.洛仑兹力的大小
(1)教师提出问题,学生分析讨论:如何定量描述洛仑兹力的大小?
(2)建立物理模型,引导学生思考,推导:设导线长L,放在磁感应强度为B的匀强磁场中,导线中电流大小为I,电流方向跟磁场方向垂直,由此可知:
···································①
设形成电流的电荷是相同的正电荷,电量为q,以等速v作定向运动(为研究的方便而设定如此情形,跟实际效果相同),导体横截面积为S,单位体积内的电荷数目为n,由此可见:
学生自行查阅资料,课下分组讨论
六、作业布置:
《高中物理》选修3-1(人教版)P.98问题与练习3、4
课下独立完成
七、教学后记:
1.根据通电导线在磁场中受安培力作用,推测安培力可能是由于磁场对运动电荷的作用,再由演示实验加以验证,学生容易接受,且对实验现象表现出浓厚的兴趣.由此可见,演示实验在教学中的作用不可低估.
教师提问:
①运动电荷在磁场中一定受洛仑兹力的作用吗?为什么?
② 的适用条件如何?
师生共同总结:
①当电荷运动方向与磁场方向平行时,运动电荷虽然在磁场中,但不受洛仑兹力作用(为什么?).
②当电荷运动方向与磁场方向垂直时,运动电荷受洛仑兹力最大 .
4.洛仑兹力的作用
(1)电视机显像管中的偏转线圈对电子束的控制.
园区高二物理学科磁场对电流的作用A课学案
园区高二物理学科(磁场对电流的作用)(A课)学案执教人:陶琴学习目标:1.巩固复习安培力方向的判断及特点,安培力的大小特点及基本求法。
2.熟悉安培力的两个应用情景,即导体棒运动趋势的判断和导体棒的平衡问题。
3.建立导体棒模型,掌握解决导体棒平衡问题的一般思路。
上半场一.知识点1.安培力的方向(1)左手定则:(2)方向特点:2.安培力的大小(1)(2)(3)3.应用:(1)判断导体的运动趋势的方法(五种):(2)解决导体平衡问题的一般思路(三步):二.例题例1.如图所示,长为2l的直导线折成边长相等,夹角为60°的V形,并置于与其所在平面相垂直的匀强磁场中,磁感应强度为B,当在该导线中通以电流强度为I的电流时,该V形通电导线受到的安培力大小为 ( )A.0 B.0.5BIlC.BIl D.2BIl例2.(2018浙江11月选考,7,3分)电流天平是一种测量磁场力的装置,如图所示。
两相距很近的通电平行线圈Ⅰ和Ⅱ,线圈Ⅰ固定,线圈Ⅱ置于天平托盘上。
当两线圈均无电流通过时,天平示数恰好为零。
下列说法正确的是 ( )A.当天平示数为负时,两线圈电流方向相同B.当天平示数为正时,两线圈电流方向相同C.线圈Ⅰ对线圈Ⅱ的作用力大于线圈Ⅱ对线圈Ⅰ的作用力D.线圈Ⅰ对线圈Ⅱ的作用力与托盘对线圈Ⅱ的作用力是一对相互作用力例3.如图所示,一质量为m的导体棒MN两端分别放在两个固定的光滑圆形导轨上,两导轨平行且间距为L,导轨处在竖直方向的匀强磁场中,当导体棒中通一自右向左的电流I时,导体棒静止位置的轨道半径与竖直方向成37°角,取sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,求:(1)磁场的磁感应强度B;(2)每个圆导轨对导体棒的支持力大小F N。
例4.(2013·安徽省黄山市一模)质量为m=0.04 kg的导电细杆ab置于倾角为30°的平行放置的光滑导轨上,导轨宽为d=0.4 m,杆ab与导轨垂直,如图所示,匀强磁场垂直导轨平面且方向向下,磁感应强度为B=1T.已知电源电动势 E=1.5 V,内阻r=0.2 Ω,试求当电阻R取值为多少时,释放细杆后杆ab保持静止不动.(导轨和细杆的电阻均忽略不计,g取10 m/s2)下半场三. 巩固练习:1.如图,一段导线abcd位于磁感应强度大小为B的匀强磁场中,且与磁场方向(垂直于纸面向里)垂直。
高中物理 《磁场对运动电荷的作用》讲学案 人教大纲版
高中物理《磁场对运动电荷的作用》讲学案人教大纲版15、4 《磁场对运动电荷的作用》讲学案一、学习目标1、知道什么是洛仑兹力,知道电荷运动方向与磁感应强度的方向平行时,电荷受到的洛仑兹力最小,等于零;电流方向与磁感应强度方向垂直时,电荷受到的洛仑兹力最大,等于;2、会用公式解答有关问题;3、会用左手定则解答带电粒子在磁场中受力方向的问题。
二、学习重点1、会计算带电粒子垂直进入匀强磁场时所受的洛仑兹力;2、会用左手定则判断洛仑兹力方向。
三、学习难点1、利用和推导洛仑兹力公式;2、确定导线中含有的运动电荷数nls。
四、学习目标完成过程㈠洛仑兹力实验演示:电子束在磁场中的偏转。
电子射线管的原理:______________________________________________________________________________________________ 实验现象:没有外加磁场时,把射线管放在蹄形磁铁的两极间,实验结论:洛仑兹力:㈡洛仑兹力的方向左手定则:研学札记注意:当运动的电荷为负电荷时,四指应指向负电荷运动的反方向。
判断带电粒子刚进入磁场时所受的洛仑兹力方向。
㈢洛仑兹力的大小:根据通电导线上的安培力是导线中运动电荷所受洛仑兹力的宏观表现,我们就可以用安培力来计算单个运动电荷所受到的洛仑兹力的大小1、推导:设有一段长度为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 ,每个自由电荷的电荷量为q ,定向移动的平均速率为v 、则导线中的电流I= 导线垂直于磁场方向放入磁感应强度为B的匀强磁场中,导线受到的安培力= = 这段导线中含有的运动电荷数N为安培力可以看做是作用在每个运动电荷上的洛仑兹力F的合力,则每个电荷所受到的洛仑兹力F=2、公式:公式中各物理量的单位分别是3、公式的文字表述:4、适用条件:思考:1、带电粒子在磁场中运动时,洛仑兹力对带电粒子是否做功?说明理由。
磁场对运动电荷的作用 导学案
班级__________ 姓名____________组别_________专题17 磁场对运动电荷的作用导学案一、学习目标⒈知识与技能:掌握洛伦兹力的特点,会分析磁场中电荷的运动。
⒉过程与方法:通过小组合作进行自主探究。
⒊情感、态度、价值观:体验推理探究的过程,提高分析问题、解决问题的能力。
说明:洛伦兹力的计算只限于速度与磁场方向垂直的情形。
二、考纲要求⒈洛伦兹力、洛伦兹力的方向Ⅰ⒉洛伦兹力公式Ⅱ⒊带电粒子在匀强磁场中的运动Ⅱ说明:⑴洛伦兹力的计算只限于速度与磁场方向垂直的情形。
⑵常见题型为计算题,着重考查学生的理解能力、推理能力、分析综合能力、应用数学知识处理问题的能力。
三、预习自学⒈磁场对运动电荷的作用力叫做。
⒉洛伦兹力的大小:⑴当v∥B时,;⑵当v⊥B时,;⑶当v与B夹角为θ时,。
⒊洛伦兹力的方向:用判定。
注意:四指代表。
⒋由于洛伦兹力方向始终与速度v垂直,故洛伦兹力永远功。
洛伦兹力只改变而不改变。
⒌不计重力的带电粒子在匀强磁场中的运动:⑴若v∥B,带电粒子做运动;⑵若v⊥B,带电粒子做运动。
⒍带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动有一个动力学方程:,两个基本公式:⑴轨道半径公式:;⑵周期公式:。
四、合作探究 讨论展示合作探究1:洛伦兹力⒈ 各粒子在磁场中的运动情况如图所示,试分析各粒子所受洛伦兹力的方向。
⒉ 带电量为+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,方向不变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作用下运动的速度不变合作探究2:带电粒子在磁场中运动⒊ 质量为m ,电荷量为q 的带正电粒子以速度v 0垂直磁感强度B 射入匀强磁场中, 若不计粒子的重力,问:⑴ 带电粒子将作什么运动?为什么?⑵ 带电粒子运动的半径和周期是多少?⒋ 速度为零、质量为m 、电量为q 的正离子经过电压U 加速,进入磁感应强度为B 的匀强磁场,到达记录它的照相底片上的P 点。
物理教案-磁场对运动电荷的作用
物理教案-磁场对运动电荷的作用
一、引言
磁场是物理学中一种十分重要的概念。
磁场的存在使得运动中的电荷体验到了一种新的力,称之为磁力。
本教案将主要讲解磁场对运动电荷的作用。
二、正文
1. 磁场的概念和特征
磁场是物质中某些粒子产生的一种力场,其特征为:磁场具有方向性,只有在磁场方向上的运动电荷才会受到磁场力的作用;磁场与电荷的运动方向垂直时才会产生力的作用;磁场力的大小与运动电荷的速度、电荷大小和磁场强度有关。
2. 磁场对运动电荷的作用
当电荷在磁场中运动时,由于电荷自身具有电场,因此与磁场相互作用,产生磁场力。
磁场力的方向垂直于运动电荷的速度方向和磁场方向,符合右手定则。
磁场力会使运动电荷的运动轨迹发生偏转,形成一定的圆周运动。
3. 磁场力的计算
根据磁场力的定义和右手定则,可以推导出磁场力的计算公式:F=qvBsinθ
其中,F表示力的大小,q表示电荷大小,v表示电荷的运动速度,
B表示磁场强度,θ表示磁场与速度之间的夹角。
4. 实验验证
在实验中,可以利用荷质比仪器,测量不同速度的电子在磁场中的
偏转情况,并通过偏转角度和力的大小之间的关系,验证磁场力的计
算公式。
三、总结
磁场对运动电荷的作用是物理学中一项十分重要的概念和实践应用。
在日常生活和科学研究中,磁场对运动电荷的作用都有着广泛的应用
和重要作用。
本教案主要针对初学者,希望对读者有所帮助,使其更
好地掌握和理解磁场对运动电荷的作用。
高中物理《2.4磁场对运动电荷的作用》导学案
高中物理《2.4磁场对运动电荷的作用》导学案2、4磁场对运动电荷的作用》导学案【学习目标】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、了解电子束的磁偏转原理及其在技术中的应用【重点】运动电荷在磁场中偏转【难点】左手定则应用【学情调查、情境导入】知识复习1、磁场对通电导线的作用力称为_________;当B与I 方向垂直时,F最____,大小为_________;当B与I方向平行时,F=________2、判断安培力的方向使用________定则,内容_________________________________________________________ ________________________________________________________3、电流是如何形成的?【自主学习、合作探究】1洛伦兹力:_______物理学家洛伦兹提出磁场对______电荷有力的作用,这种力称为______________。
电流是导线中带电粒子的_______运动,带电粒子在磁场中运动时受到的_________力,在宏观上表现为导线受到的______力。
2洛伦兹力的方向:带电粒子在磁场中运动时受到的洛伦兹力方向仍然用_______定则判断。
如果带电粒子带正电,则四指指向与粒子运动方向_______,如果带电粒子带负电,则四指指向与粒子运动方向_______。
3电子束的磁偏转:电子束就是由大量定向移动的______构成,所以电子束在磁场中也会受到_________力,发生________。
4显像管的工作原理:电视机显像管用到了____________________原理。
如图,在没有磁场存在的情况下,电子枪发射的电子束将_________运动。
要使电子打在荧光屏上方A处,需安置一_________________方向的磁场,要使电子打在荧光屏下方B处,需安置一_________________方向的磁场,要使电子向纸外偏转,需安置一_________________方向的磁场,要使电子向纸内偏转,需安置一_________________方向的磁场。
磁场对运动电荷的作用导学案
《磁场对运动电荷的作用》导学案【使用说明】1认真研读课本,结合学案的预习指导、合作探究,将本部分的主体知识掌握;上课先对预习的效果进行检查巩固,后进行讨论展示、点评。
最后老师进行有针对性的点拨、拓展,搞好当堂检测,值日班长总结本节的学习和学生各组的表现情况。
2※标记C层不做.【学习目标】1、知道什么是洛仑兹力,知道电荷运动方向与磁场方向平行时,电荷受到的洛仑兹力等于零;电荷运动方向与磁场方向垂直时,电荷受到的洛仑兹力最大,2、会用左手定则熟练地判定洛仑兹力方向.3、体验推理探究的过程,提高分析问题、解决问题的能力。
4、极度的热情投入到学习中,体验成功的快乐。
【重点难点】洛仑兹力的大小及方向的判断。
【自主学习】一.洛伦兹力:1.大小:2.方向:3.特性:无论电荷的速度方向与磁场方向间的关系如何,洛仑兹力的方向永远与电荷的速度方向垂直,因此洛仑兹力只改变运动电荷的速度方向,不对运动电荷作功,也不改变运动电荷的速率和动能。
二.带电粒子在匀强磁场中的运动1.带电粒子不计重力只受洛仑兹力作用的情况下,在匀强磁场中常见有三种典型运动:(1)若带电粒子的速度方向与磁场方向平行时,粒子不受洛仑兹力作用而作匀速直线运动。
(2)若粒子的速度方向与磁场方向垂直,则带电粒子在垂直于磁感线的平面内以入射速度v作匀速圆周运动,其运动所需的向心力全部由洛仑兹力提供。
(3)若带电粒子的速度方向与磁场方向成一夹角θ(θ≠0°,θ≠90°),则粒子的运动轨迹是一螺旋线:粒子垂直磁场方向作匀速圆周运动,平行磁场方向作匀速运动。
2.带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的几个基本公式。
(1)向心力公式:(2)轨道半径公式:(3)周期、频率公式:(4)角速度公式:从以上公式可以看出T、f、ω的大小与粒子的速度v及半径r ,只与磁场B及粒子的荷质比(q/m)有关。
三.带电粒子在匀强磁场中作匀速圆周运动的分析方法研究带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的规律时,关键是:定圆心,求半径,找回旋角,求运动时间。
磁场对运动电荷的作用教案教案
磁场对运动电荷的作用教案教案教案:磁场对运动电荷的作用一、教学目标1.理解电荷在磁场中受到的洛伦兹力的方向和大小;2.能够运用右手定则判断电荷在磁场中受力的方向;3.掌握电荷在磁场中的运动规律。
二、教学重点1.电荷在磁场中受到的洛伦兹力的方向和大小;2.右手定则的运用。
三、教学难点如何描绘电荷在磁场中的运动轨迹。
四、教学过程步骤一:导入新课1.引入:回顾前一节课讲到的静磁场对运动电荷的作用。
在运动电荷周围一定有磁场,接下来我们要学习的是磁场对运动电荷的作用。
步骤二:学习磁场对运动电荷的作用1.洛伦兹力的方向和大小- 当一个电荷q以速度v运动时,它在磁场B中受到的力F为洛伦兹力,其大小为F=qvBsinθ,其中θ为v与B之间的夹角。
-根据右手定则,可以确定洛伦兹力的方向:将右手的四指指向电荷正向运动的方向,磁场方向由手指所示的方向确定,洛伦兹力的方向则为手掌的方向。
-提示学生进行练习,验证右手定则。
2.电荷在磁场中的运动-通过讲解洛伦兹力的方向和大小,引导学生理解电荷受力的规律。
-当电荷进入磁场时,会受到洛伦兹力的作用,产生一个沿着力方向的加速度。
-如果电荷的速度与磁场方向垂直,则电荷将按照圆周轨道运动;如果电荷的速度与磁场方向平行,则电荷将以直线方式运动。
-提示学生进行实验,观察电荷在磁场中的运动规律。
步骤三:进行案例分析和讨论1.设计一个具体的案例:一个带正电的粒子在垂直于地球表面的磁场中运动,请描述粒子的运动轨迹,并解释其运动规律。
2.引导学生根据之前所学的知识,应用右手定则和洛伦兹力的方向和大小推导出粒子的运动轨迹,并进行讨论。
步骤四:小结与拓展1.小结:通过本节课的学习,我们了解了磁场对运动电荷的作用及其运动规律。
掌握了右手定则的运用方法。
2.拓展:提问学生,如果一个电荷除了在磁场中运动外,还受到其他力的作用,它的运动会有什么变化?为什么?五、课堂作业1.准备一个具有一定速度和电荷量的带正电的粒子放置在磁场中,根据所学知识,推导出粒子的运动轨迹,画出示意图。
《磁场对运动电荷的作用》教学设计
《磁场对运动电荷的作用》教学设计杨丽莹【课题】磁场对运动电荷的作用【教材】人教版普通高中课程物理选修3-1【教材分析】磁场对运动电荷的作用是一个有机的整体,主要包含了课本第三章第五节和第六节的内容。
在教材中的地位非常重要,这个版块是历年高考的一个重头戏和热点。
题目有着很强的综合性,通常会紧密结合力学,电学和数学知识来进行考察。
【学情分析】一、知识方面学生已经学习了洛伦兹力和带电粒子在磁场中的运动相关知识。
二、能力方面高中学生已经有一定的逻辑推导能力,对常见的一些物理问题基本能够解决,但是在信息提取和整合能力上需要提高。
【教学目标】一、知识与技能1、知道洛伦兹力的特点,会计算其大小并用左手定则确定其方向;2、掌握带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的半径、周期公式;3、知道带电粒子在有界磁场中运动的多种情况,能熟练求解相关问题。
二、过程与方法1、通过归纳的学习方法,培养学生的建立模型的能力;2、应用磁场对运动电荷的作用分析物理现象,培养学生分析解决实际问题的能力。
三、情感态度与价值观1、培养学生独立思考、实事求是、勇于创新的科学态度;2、培养学生团结协作的科学精神,感受物理学科研究的方法和意义。
【教学重点】掌握洛伦兹力的大小,方向和特点。
【教学难点】带电粒子在有界匀强磁场中的匀速圆周运动。
【教学方法】采用合作讨论法,模型建立法【学习方法】教师引导下的自主探究、交流合作【课时安排】1课时【教学过程】一、自主复习(学生自主复习)学生在教师的引导下完成考点一学案上的相关内容。
考点一:洛伦兹力、洛伦兹力的方向1.定义:__运动___电荷在磁场中所受的力。
2.大小:____F=qvB_ 。
(1)v ∥B 时,F= 0 (2)v ⊥B 时,F= qvB (3)v 与B 夹角为θ时,F=_ qvB sin θ3.方向(1)判定方法:左手定则(2)方向特点:F ⊥B ,F ⊥v 。
即F 垂直于__B 、v_决定的平面.(注意B 和v 可以有任意夹角)。
《磁场对运动电荷的作用》教案2
3.5磁场对运动电荷的作用力1★新课标要求(一)知识与技能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。
3、知道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。
5、理解洛伦兹力对电荷不做功。
6、了解电视机显像管的工作原理。
(二)过程与方法通过洛伦兹力大小的推导过程进一步培养学生的分析推理能力。
(三)情感、态度与价值观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”★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1、理解洛伦兹力对运动电荷不做功。
2、洛伦兹力方向的判断。
★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:若已知上图中: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?学生解答:F=BIL=4×10-2 T×1 A×0.1 m=4×10-3 N答:导线受的安培力大小为4×10-3 N。
(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。
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园区高二物理《磁场对运动电荷的作用》(A)学案
执教老师:丁正富
一、洛伦兹力的大小和方向
1.定义:磁场对______的作用力.
2.大小
(1)v∥B时,F=_______;
(2)v⊥B时,F=_______
(3)v与B的夹角为θ时,F=______
3.方向
(1)判定方法:应用左手定则,注意四指应指向正电荷运动方向或负电荷运动的反方向;
(2)方向特点:F⊥B,F⊥v,即F垂直于______决定的平面.(注意B和v可以有任意夹角) 4.做功:洛伦兹力_______
自测1带电荷量为+q的粒子在匀强磁场中运动,下列说法中正确的是()
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,则其所受洛伦兹力的大小、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
二、带电粒子(不计重力)在匀强磁场中的运动
1.若v∥B,带电粒子以入射速度v做______________.
2.若v⊥B,带电粒子在垂直于磁感线的平面内,以入射速度大小v做___________________ 3.基本公式
(1)向心力公式:q v B=________;
(2)轨道半径公式:r=________;
(3)周期公式:T=_____________
注意:带电粒子在匀强磁场中运动的周期与速率_____
自测2(多选)如图所示,在匀强磁场中,磁感应强度B1=2B2,当不计重力的带电粒子从B1磁场区域运动到B2磁场区域时,粒子的()
A.速率将加倍
B.轨迹半径加倍
C.周期将加倍
D.做圆周运动的角速度将加倍
模型1 直线边界匀强磁场
直线边界,粒子进出磁场具有对称性(如图4所示)
图4
图a 中t =T 2=πm Bq
图b 中t =(1-θπ)T =(1-θπ)2πm Bq =2m (π-θ)Bq
图c 中t =θπT =2θm Bq
例1 (2018·南通市等七市三模)如图5所示,水平虚线MN 上方有匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里.大量带正电的相同粒子,以相同的速率沿位于纸面内水平向右到竖直向上90°范围内的各个方向,由小孔O 射入磁场区域,做半径为R 的圆周运动.不计粒子重力和粒子间相互作用.下列图中阴影部分表示带电粒子可能经过的区域,其中正确的是( )
图5
模型2 平行边界匀强磁场
平行边界存在临界条件(如图所示)
图a 中t =θm Bq ,t ′=T 2=πm Bq
图b 中t =θm Bq
图c 中t =(1-θπ)T =(1-θπ)2πm Bq =2m (π-θ)Bq
图d 中t =θπT =2θm Bq
例2 (2018·海安中学开学考)如图,在0≤x ≤l 区域内存在与xOy 平面垂直的匀强磁场,磁感应强度的大小为B .一位于坐标原点的粒子源在xOy 平面内发射出大量同种带负电粒子,所有粒子的初速度大小均为v 0,方向与x 轴正方向的夹角分布在0°~60°范围内,在x =l 处垂直x 轴放置一荧光屏S .已知沿x 轴正方向发射的粒子经过了荧光屏S 上y =-l 的点,则( )
A .粒子的比荷为q m =v 0Bl
B .粒子的运动半径一定大于等于l
C .粒子在磁场中运动时间最长的一定超过πl v 0
D .粒子打在荧光屏S 上亮线的长度大于2l
模型3 圆形边界匀强磁场
沿径向射入圆形磁场必沿径向射出,运动具有对称性(如图所示)
r =R tan θ
t =θπT =2θm Bq
θ+α=90°.
例3 (多选)(2018·江苏一模) 如图所示,在半径为R 的虚线圆形区域内存在一垂直于纸面向里、磁感应强度大小为B 的匀强磁场.大量带电荷量为q 的粒子以相同的速率从M 点沿纸面以不同的方向射入该磁场,只有磁场边界MN 劣弧上有粒子射出,已知∠NOM =60°.不计粒子重力及带电粒子之间的相互作用,则( )
A .这些粒子带负电
B .这些粒子进入磁场的初速度为qBR 2m
C .这些粒子进入磁场的初速度为qBR m
D .这些粒子在磁场中运动的最长时间为πm qB
1.(多选)(2018·东台创新学校月考)以下说法正确的是( )
A .电荷处于电场中一定受到静电力
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方向和速度大小
2.(多选)下列关于图中各带电粒子所受洛伦兹力的方向或带电粒子的带电性质的判断正确的是( )
A .甲图中粒子所受洛伦兹力方向竖直向上
B .乙图中粒子所受洛伦兹力方向垂直纸面向里
C .丙图中粒子带负电
D .丁图中粒子所受洛伦兹力方向垂直纸面向外
3.(2018·丰县中学月考)如图所示,MN 为铝质薄平板,铝板上方和下方分别有垂直于纸面的匀强磁场(未画出).一带电粒子从紧贴铝板上表面的P 点垂直于铝板向上射出,从Q 点穿越铝板后到达PQ 的中点O .已知粒子穿越铝板时,其动能损失一半,速度方向和电荷量不变.不计重力,铝板上方和下方的磁感应强度大小之比为( )
A .2 B. 2 C .1 D.22
4.在赤道处,将一小球向东水平抛出,落地点为a ;给小球带上电荷后,仍从同一位置以原来的速度水平抛出,考虑地磁场的影响,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A .无论小球带何种电荷,小球仍会落在a 点
B .无论小球带何种电荷,小球下落时间都会延长
C .若小球带负电荷,小球会落在更远的b 点
D .若小球带正电荷,小球会落在更远的b 点
5.如图13所示,在半径为R =m v 0Bq
的圆形中,磁感应强度为B ,圆形区域右侧有一竖直感光
板MN,带正电粒子从圆弧顶点P以速率v0平行于纸面进入磁场,已知粒子的质量为m,电荷量为q,粒子重力不计.
图13
(1)若粒子对准圆心射入,求它在磁场中运动的时间;
(2)若粒子对准圆心射入,且速率为3v0,求它打到感光板上时速度的垂直分量;
(3)若粒子以速度v0从P点以任意角射入磁场,试证明它离开磁场后均垂直打在感光板上.
6.(2018·淮安信息调研)如图所示,竖直平面内的光滑倾斜轨道AB、水平轨道CD与半径r=0.5 m的光滑圆弧轨道分别相切于B、C点,AB与水平面的夹角为37°,过B点垂直于水平面的竖直平面左侧有匀强磁场,磁感应强度B=1 T、方向垂直于水平面向里;过C点垂直于纸面的竖直平面右侧有电场强度大小E=1×104N/C、方向水平向右的匀强电场(图中未画出).现将小物块P从倾斜轨道上A点由静止释放沿AB向下运动,运动过程中电荷量保持不变,不计空气阻力.已知物块P的质量m=0.5 kg、电荷量q=+2.5×10-4 C,P与水平轨道间的动摩擦因数为0.2,A、B两点间距离x=1 m,取g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.求:
(1)P下滑到B点的速度大小;
(2)P运动到C点时对圆轨道的压力;(结果可用根式表示)
(3)P与水平面间因摩擦而产生的热量.。