高中物理课时作业17研究洛伦兹力粤教版选修3_1

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(粤教版)高中物理【选修3-1】3.5-6《洛伦兹力与现代技术》课时检测及答案

第五节研究洛伦兹力第六节洛伦兹力与现代技术一、单项选择题1．有关电荷所受电场力和洛伦兹力的说法中，正确的是( )A．电荷在磁场中一定受磁场力的作用B．电荷在电场中一定受电场力的作用C．电荷受电场力的方向与该处的电场方向一致D．电荷若受磁场力，则受力方向与该处的磁场方向平行解析：电荷在电场中一定受电场力作用；如果粒子速度方向与磁场线平行，则粒子不受洛伦兹力作用．但如果粒子速度方向不与磁场线平行，则一定受到洛伦兹力作用．答案：B2．电子束以一定的初速度沿轴线进入螺线管内，螺线管中通以方向随时间而周期性变化的电流，如右图所示，则电子束在螺线管中做( )A．匀速直线运动B．匀速圆周运动C．加速减速交替的运动 D．来回振动解析：电子速度方向与磁场线平行，则粒子不受洛伦兹力作用，所以电子以原来的速度运动．答案：A3．下图的四种情况中，对各粒子受洛伦兹力方向的描述，不正确的是( )A．垂直于v向上 B．垂直纸面向里C．垂直纸面向外 D．垂直纸面向里解析：根据左手定则得选项是C.答案：C4．如右图所示，在示波管下方有一根水平放置的通电直电线，则示波管中的电子束将( )A．向上偏转 B．向下偏转C．向纸外偏转 D．向纸里偏转解析：电流上方的磁场方向是垂直纸面向外，电子带负电，根据左手定则得答案为A.答案：A二、双项选择题5．极光是由来自太阳的高能量带电粒子流高速冲进高空稀薄大气层时，被地球磁场俘获，从而改变原有运动方向，向两极做螺旋运动而形成的．科学家发现并证实，向两极做螺旋运动的这些高能粒子的旋转半径是不断减小的，这主要与下列哪些因素有关( )A．洛伦兹力对粒子做负功，使其动能减小B．空气阻力做负功，使其动能减小C．南、北两极的磁感应强度增强D．太阳对粒子的引力做负功答案：BC6．如右图所示，一带负电的质点在固定的正点电荷作用下绕该正电荷做匀速圆周运动，周期为T0，轨道平面位于纸面内，质点的速度方向如图中箭头所示．现加一垂直于轨道平面的匀强磁场，已知轨道半径并不因此而改变，则( )A ．若磁场方向指向纸里，质点运动的周期将大于T 0B ．若磁场方向指向纸里，质点运动的周期将小于T 0C ．若磁场方向指向纸外，质点运动的周期将大于T 0D ．若磁场方向指向纸外，质点运动的周期将小于T 0解析：当磁场方向指向纸里时，由左手定则可知电子受到背离圆心向外的洛伦兹力，向心力变小，由F ＝mr 4π2T2可知周期变大，A 对B 错．同理可知，当磁场方向指向纸外时电子受到指向圆心的洛伦兹力，向心力变大，周期变小，C 错D 对．答案：AD7．如图所示，一带电粒子(重力不计)在匀强磁场中沿图中所示轨迹运动，中央是一块薄绝缘板，粒子在穿过绝缘板时有动能损失，由图可知( )A ．粒子的运动方向是abcdeB ．粒子的运动方向是edcbaC ．粒子带正电D ．粒子在下半周所用时间比上半周长解析：由Bqv ＝m v 2r 可知r ＝mvBq ，因粒子在穿过板后速度减小，则粒子的半径减小，故说明粒子是由下向上穿过，故运动方向为edcbe; 故A 错误，B 正确；粒子受力指向圆心，则由左手定则可知粒子应带正电，故C 对；因粒子转动的周期T ＝2πmBq ，在转动中磁场强度及质量没有变化，故周期不变，而由图可知，粒子在上下都经过半个周期，故时间相等；故D 错误；故选BC.答案：BC8．如右图所示，表面粗糙的斜面固定于地面上，并处于方向垂直纸面向外、磁感应强度为B 的匀强磁场中．质量为m 、带电荷量为＋Q 的小滑块从斜面顶端由静止下滑．在滑块下滑的过程中，下列判断正确的是( )A．滑块受到的摩擦力不变B．滑块到达地面时的动能与B的大小有关C．滑块受到的洛伦兹力方向垂直斜面向下D．B很大时，滑块可能静止于斜面上解析：由左手定则知C正确．而F f＝μF N＝μ(mgcos θ＋BQv)要随速度增加而变大，A错误．若滑块滑到斜面底端已达到匀速运动状态，应有F f＝mgsin θ，可得v＝mgBQ(sin θμ－cos θ)，可看到v随B的增大而减小．若滑块滑到斜面底端时还处于加速运动状态，则在B越强时，F f越大，滑块克服阻力做功越多，到达斜面底端的速度越小，B正确．当滑块能静止于斜面上时应有mgsin θ＝μmgcos θ，即μ＝tan θ，与B的大小无关，D 错误．答案：BC三、非选择题(按题目要求作答．解答题应写出必要的文字说明、方程和重要演算步骤，答案中必须明确写出数值和单位)9.如右图所示，直角坐标系xOy位于竖直平面内，在水平的x轴下方存在匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应强度为B，方向垂直xOy平面向里，电场线平行于y轴．一质量为m、电荷量为q的带正电的小球，从y轴上的A点水平向右抛出，经x轴上的M点进入电场和磁场，恰能做匀速圆周运动，从x轴上的N点第一次离开电场和磁场，MN之间的距离为L，小球过M点时的速度方向与x轴正方向夹角为θ.不计空气阻力，重力加速度为g，求：(1)电场强度E的大小和方向．(2)小球从A点抛出时初速度v0的大小．(3)A点到x轴的高度h.解析：(1)小球在电场、磁场中恰能做匀速圆周运动，其所受电场力必须与重力平衡，有：qE＝mg，①E ＝mgq，② 重力的方向是竖直向下的，电场力的方向则应为竖直向上，由于小球带正电，所以电场强度方向竖直向上． (2)小球做匀速圆周运动，O′为圆心，MN 为弦长，∠MO′P＝θ，如图所示．设半径为r ，由几何关系知： L2r＝sin θ，③ 小球做匀速圆周运动的向心力由洛伦兹力提供，设小球做圆周运动的速率为v ，有： qvB ＝mv2r，④由速度的合成与分解知：v 0v ＝cos θ，⑤由③④⑤式得：v 0＝qBL2mcot θ.⑥(3)设小球到M 点时的竖直分速度为v y ，它与水平分速度的关系为v y ＝v 0tan θ，⑦ 由匀变速直线运动规律知：v 2y ＝2gh ，⑧ 由⑥⑦⑧式得：h ＝q 2B 2L28m 2g.答案：(1)mg q 方向竖直向上 (2)qBL 2m cot θ (3)q 2B 2L28m 2g10．如图所示，一电子束(电子电量为e)以水平速度υ垂直于磁感应强度为B 的匀强磁场中(磁场方向垂直于纸面向里)，穿过磁场时，电子水平位移为d ，速度方向与进入磁场时的速度方向成30°角，则：(1)电子的质量是多少？ (2)穿过磁场的时间是多少？解析：(1)电子进入磁场中做匀速圆周运动，画出轨迹如图．根据几何知识可知：电子轨迹的圆心角等于速度的偏向角，可知圆心角θ＝30°，且有轨迹半径r ＝dsin θ＝2d由Bev ＝m v 2r 得m ＝eBr v ＝2dBev(2)电子运动的周期为T ＝2πr v ＝2π×2d v ＝4πdv电子穿过磁场的时间是t ＝θ2πT ＝π62πT ＝πd3v答案：(1)2dBe v (2)πd3v11．电子(不计重力)自静止开始经M 、N 板间(两板间电压为u)的电场加速后从A 点垂直于磁场边界射入宽度为3L 的匀强磁场中，电子离开磁场时的位置P 偏离入射方向的距离为L ，如图所示(已知电子的质量为m ，电量为e)求：(1)电子在加速电场中加速后获得的速度； (2)匀强磁场的磁感应强度； (3)电子在磁场中的运动时间．解析：(1)电子在M 、N 间加速后获得的速度为v ，由动能定理得：12mv 2－0＝eU解得 v ＝2eUm① (2)电子进入磁场后做匀速圆周运动，设其半径为r ，则：由Bev ＝m v2r②电子在磁场中的轨迹如图，由几何关系得：(r －L)2＋(3L)2＝r 2③由①②③解得 B＝12L 2Um e(3)电子在磁场的周期为T＝2πr v由几何关系得∠AOP＝60°可得电子在磁场中的运动时间πL32mUe答案：(1)v＝2eUm(2)12L2Ume(3)πL32mUe。

新课标粤教版3-1选修三3.5《研究洛伦兹力》WORD教案3

探究洛伦兹力★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：“推理一假设一实验验证”★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）前而我们学习了磁场对电流的作用力，下面思考两个问题:若己知上图中：B-4. OX 10^2 T,导线长L=IO CnI , 1=1 AO 求：导线所受的安培力大小?-2-3AX X X XX X XJLX X X X XX X X学生上黑■板做，解答如下：X X X XXX■1XXX XX学生解答:（1）如图，判定安培力的方向F=BlL=4 JIOTJIAJO. 1 m=4 J 10 N（2）电流是如何形成的？ gg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，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电子束运动轨迹发生了弯曲。

高中物理课时跟踪检测十七研究洛伦兹力粤教版选修3_1

课时跟踪检测（十七）研究洛伦兹力1．(2015·海南高考)如图1，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( )图1B．向下A．向上C．向左D．向右解析：选A 条形磁铁的磁感线方向在a点为垂直P向外，粒子在条形磁铁的磁场中向右运动，所以根据左手定则可得电子受到的洛伦兹力方向向上，A正确。

2.初速度为v0的电子，沿平行于通电长直导线的方向射出，直导线中电流方向与电子的初始运动方向如图2所示，则( )图2A．电子将向右偏转，速率不变B．电子将向左偏转，速率改变C．电子将向左偏转，速率不变D．电子将向右偏转，速率改变解析：选A 由右手定则判定直线电流右侧磁场的方向垂直纸面向里，再根据左手定则判定电子所受洛伦兹力向右，由于洛伦兹力不做功，电子动能不变。

3.在长直通电螺线管中通入变化的电流i(如图3所示电流的方向周期性改变)，并沿着其中心轴线OO′的方向射入一颗速度为v的电子，则此电子在螺线管内部空间运动的情况是( )图3B．来回往复运动A．匀速直线运动C．变速直线运动D．曲线运动解析：选A 通电螺线管内部的磁场方向与轴线平行，故电子进入螺线管后不受洛伦兹力，应做匀速直线运动。

4．(多选)如图4所示，用丝线吊一个质量为m 的带电(绝缘)小球处于匀强磁场中，空气阻力不计，若小球分别从A 点和B 点向最低点O 运动，则两次经过O 点时( )图4A ．小球的动能相同B ．丝线所受的拉力相同C ．小球所受的洛伦兹力相同D ．小球的向心加速度相同解析：选AD 带电小球受到的洛伦兹力及绳的拉力跟速度方向时刻垂直，对小球不做功，只改变速度方向，不改变速度大小，只有重力做功，故两次经过O 点时速度大小不变，动能相同，选项A 正确；小球分别从A 点和B 点向最低点O 运动，两次经过O 点时速度方向相反，由左手定则可知两次经过O 点时洛伦兹力方向相反，故绳的拉力大小不同，选项B 、C 错误；由a ＝v2R可知向心加速度相同，选项D 正确。

研究洛伦兹力-粤教版选修3-1教案

研究洛伦兹力-粤教版选修3-1教案1. 教学目标1.1 知识目标：•了解洛伦兹力的概念和基本特点•掌握计算洛伦兹力的方法•理解洛伦兹力对电荷移动的影响1.2 能力目标：•能够分析洛伦兹力对电荷的运动轨迹的影响•能够设计实验验证洛伦兹力的存在和作用•能够解决实际问题中涉及洛伦兹力的应用问题2. 教学重点和难点2.1 教学重点：•洛伦兹力的概念和基本特点•洛伦兹力对电荷的运动轨迹的影响2.2 教学难点：•洛伦兹力对电荷的运动轨迹的分析•洛伦兹力的应用问题的解决3. 教学内容和教学方法3.1 教学内容：•洛伦兹力的概念和基本特点•洛伦兹力的计算方法•洛伦兹力对电荷的运动轨迹的影响•洛伦兹力在实际问题中的应用3.2 教学方法：•探究式教学：通过实验探究洛伦兹力的存在和作用，引导学生理解洛伦兹力的概念和基本特点•演示式教学：通过演示计算洛伦兹力的方法，帮助学生掌握计算洛伦兹力的方法•讨论式教学：通过讨论洛伦兹力对电荷的运动轨迹的影响，提高学生的分析问题和解决问题的能力4. 教学过程4.1 导入（5分钟）通过辩论引入问题：电子运动和磁场有什么关系？引出洛伦兹力的存在。

4.2 拓展（10分钟）通过PPT演示介绍洛伦兹力的概念和基本特点，并举例说明洛伦兹力的作用。

4.3 实验探究（25分钟）使用实验仪器，进行探究洛伦兹力的存在和作用。

学生通过实验观察电子在磁场中的运动轨迹，理解洛伦兹力对电子的作用。

4.4 计算洛伦兹力（20分钟）通过演示计算洛伦兹力的方法，帮助学生掌握计算洛伦兹力的方法。

4.5 分析洛伦兹力对电荷的运动轨迹的影响（20分钟）通过讨论洛伦兹力对电荷的运动轨迹的影响，提高学生的分析问题和解决问题的能力。

4.6 课堂练习（15分钟）通过课堂练习检验学生对洛伦兹力的掌握程度，提供针对性的帮助。

5. 学情分析和教学反思通过本次实验和讨论，学生对洛伦兹力的概念和基本特点有了更深入的了解，并掌握了计算洛伦兹力的方法。

粤教版高中物理选修3-1：《研究洛伦兹力》教案-新版

3.5《探究洛伦兹力》一、教材分析本节课是粤教版高中物理教材选修3-1第三章《磁场》的第五节内容。

高中物理课程标准对这一节要求是“通过实验，认识洛伦兹力。

会判断洛伦兹力的方向，会计算洛伦兹力的大小。

”这一节研究洛伦兹力是《磁场》这章的重要内容，既是安培力的延续，又是后面学习带电粒子在磁场中运动的基础，是力学分析中重要部分。

掌握好本节对以后力学综合中涉及洛伦兹力的分析，对利用功能关系解力学问题，有很大的帮助。

二、教学目标知识与技能：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；3、会利用本节课学的知识简单解释电视显像管的工作原理。

过程与方法：1、通过对安培力微观本质的猜测，培养学生的联想和猜测能力；2、通过推导洛伦兹力的公式，培养学生的逻辑推理能力；3、通过演示实验，培养学生的观察能力。

情感态度与价值观：1、通过科学猜想、实验验证认识洛伦兹力，培养学生探求知识的科学方法和实事求是的科学态度。

2、由理论推导得出洛伦兹力大小的公式，养成抽象思维能力和严密推理能力。

3、多种手段相结合，使学生认识科学探究方法的多样性。

三、教学重点、难点：重点：洛伦兹力方向的判断方法和洛伦兹力大小计算。

难点：洛伦兹力计算公式的推导过程。

四、教法、学法分析这节课主要采取讲授法、实验法、讨论法教学模式。

教学时采用新课导入、自主学习、小组讨论、反馈精讲、当堂训练五个环节相结合的方法。

以数学推导方法和实验为重要手段，同时辅以必要的多媒体手段，增强感性认识。

学生可通过观察电子束在磁场中的偏转情况研究洛伦兹力的方向，体验研究物理学的实验方法。

对比安培力和洛伦兹力，从理论上导出洛伦兹力公式，认识科学探究方法的多样性。

观察动画视频，加深对微观世界的理解。

五、教学过程设计L处在磁感应强度为B的匀强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，击到长条形的荧光屏上激发出荧光，显示电子束的运动轨迹。

高二物理粤教版选修3-1课时作业：3.5研究洛伦兹力

3.5 研究洛伦兹力1.(对洛伦兹力方向的判定)(单选)如图所示，带负电的粒子在匀强磁场中运动．关于带电粒子所受洛伦兹力的方向，下列各图中判断正确的是()答案 A解析本题考查了左手定则的直接应用，根据左手定则可正确判断磁场方向、运动方向、洛伦兹力方向三者之间的关系，特别注意的是四指指向和正电荷运动方向相同和负电荷运动方向相反．根据左手定则可知A图中洛伦兹力方向应该向下，故A正确；B图中洛伦兹力方向向上，故B错误；C图中所受洛伦兹力方向向里，故C错误；D 图中受洛伦兹力方向向外，故D错误．故选A.2．(对洛伦兹力公式的理解)(单选)一带电粒子在匀强磁场中沿着磁感线方向运动，现将该磁场的磁感应强度增大一倍，则带电粒子受到的洛伦兹力()A．增大两倍B．增大一倍C．减小一半D．依然为零答案 D解析本题考查了洛伦兹力的计算公式f＝q v B，注意公式的适用条件．若粒子速度方向与磁场方向平行，洛伦兹力为零，故A、B、C错误，D正确．3．(带电物体在匀强磁场中的运动)(单选)如图7所示，图7带负电荷的摆球在一匀强磁场中摆动．匀强磁场的方向垂直纸面向里．摆球在A 、B 间摆动过程中，由A 摆到最低点C 时，摆线拉力大小为F 1，摆球加速度大小为a 1；由B 摆到最低点C 时，摆线拉力大小为F 2，摆球加速度大小为a 2，则( )A ．F 1＞F 2，a 1＝a 2B ．F 1＜F 2，a 1＝a 2C ．F 1＞F 2，a 1＞a 2D ．F 1＜F 2，a 1＜a 2答案 B解析由于洛伦兹力不做功，所以从B 和A 到达C 点时摆球的速度大小相等．由a ＝v 2r 可得a 1＝a 2.当由A 运动到C 时，以小球为研究对象，受力分析如图甲所示，F 1＋f －mg ＝ma 1.当由B 运动到C 时，受力分析如图乙所示，F 2＋f ′＋mg ＝ma 2.由以上两式可得：F 2＞F 1，故B 正确．4．(带电物体在匀强磁场中的运动)光滑绝缘杆与水平面成θ角，磁感应强度为B 的匀强磁场充满整个空间，一个带正电q 、质量为m 、可以自由滑动的小环套在杆上，如图8所示，小环下滑过程中对杆的压力为零时，小环的速度为________．图8答案 mg cos θqB解析以带电小环为研究对象，受力为零时，受力如图．f ＝mg cos θ，f ＝q v B ，解得v ＝mg cos θqB .题组一对洛伦兹力方向的判定1．(单选)在以下几幅图中，对洛伦兹力的方向判断不正确．．．的是()答案 C2．(双选)一束混合粒子流从一发射源射出后，进入如图1所示的磁场，分离为1、2、3三束，则下列判断正确的是()图1A．1带正电B．1带负电C．2不带电D．3带正电答案AC解析根据左手定则，带正电的粒子左偏，即1；不偏转说明不带电，即2；带负电的粒子向右偏，说明是3，因此答案为A、C.3．(单选)在学校操场的上空停着一个热气球，从它底部脱落一个塑料小部件，下落过程中由于和空气摩擦而带负电，如果没有风，那么它的着地点会落在热气球正下方地面位置的()A．偏东B．偏西C．偏南D．偏北答案 B解析在北半球，地磁场在水平方向上的分量方向是水平向北，塑料小部件带负电，根据左手定则可得塑料小部件受到向西的洛伦兹力，故向西偏转，B正确．4．(单选)显像管原理的示意图如图2所示，当没有磁场时，电子束将打在荧光屏正中的O点，安装在管径上的偏转线圈可以产生磁场，使电子束发生偏转．设垂直纸面向里的磁场方向为正方向，若使电子打在荧光屏上的位置由a点逐渐移动到b点，下列变化的磁场能够使电子发生上述偏转的是()图2答案 A解析电子偏转到a点时，根据左手定则可知，磁场方向垂直纸面向外，对应的B－t 的图线应在t轴下方；电子偏转到b点时，根据左手定则可知，磁场方向垂直纸面向里，对应的B－t的图线应在t轴上方，A正确．题组二对洛伦兹力特点及公式的应用5．(双选)一个运动电荷在某个空间里没有受到洛伦兹力的作用，那么()A．这个空间一定没有磁场B．这个空间不一定没有磁场C．这个空间可能有方向与电荷运动方向平行的磁场D．这个空间可能有方向与电荷运动方向垂直的磁场答案BC解析由题意，运动电荷在某个空间里没有受到洛伦兹力，可能空间没有磁场，也可能存在磁场，磁场方向与电荷运动方向平行．故A错误，B、C正确．若磁场方向与电荷运动方向垂直，电荷一定受到洛伦兹力，不符合题意，故D错误．故选B、C.6．(单选)如图3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()图3A．当从a端通入电子流时，电子做匀加速直线运动B．当从b端通入电子流时，电子做匀加速直线运动C．不管从哪端通入电子流，电子都做匀速直线运动D．不管从哪端通入电子流，电子都做匀速圆周运动答案 C解析电子的速度v∥B，f＝0，电子做匀速直线运动．7．(单选)关于带电粒子在匀强电场和匀强磁场中的运动，下列说法中正确的是() A．带电粒子沿电场线方向射入，则电场力对带电粒子做正功，粒子动能一定增加B．带电粒子垂直于电场线方向射入，则电场力对带电粒子不做功，粒子动能不变C．带电粒子沿磁感线方向射入，洛伦兹力对带电粒子做正功，粒子动能一定增加D．不管带电粒子怎样射入磁场，洛伦兹力对带电粒子都不做功，粒子动能不变答案 D解析带电粒子在电场中受到的电场力F＝qE，只与电场有关，与粒子的运动状态无关，做功的正负由θ角(力与位移方向的夹角)决定．对选项A，只有粒子带正电时才成立；垂直射入匀强电场的带电粒子，不管带电性质如何，电场力都会做正功，动能增加．带电粒子在磁场中的受力——洛伦兹力f＝q v B sin θ，其大小除与带电粒子运动状态有关，还与θ角(磁场方向与速度方向之间夹角)有关，带电粒子沿平行磁感线方向射入，不受洛伦兹力作用，粒子做匀速直线运动．在其他方向上由于洛伦兹力方向始终与速度方向垂直，故洛伦兹力对带电粒子始终不做功．综上所述，正确选项为D. 8．(单选)有一个带正电荷的离子，沿垂直于电场的方向射入带电平行板的匀强电场，离子飞出电场后的动能为E k.当在带电平行板间再加入一个垂直纸面向里的如图4所示的匀强磁场后，离子飞出电场后的动能为E k′，磁场力做功为W，则下列判断正确的是()A ．E k <E k ′，W ＝0B ．E k >E k ′，W ＝0C ．E k ＝E k ′，W ＝0D ．E k >E k ′，W >0图4答案 B解析磁场力即洛伦兹力，不做功，故W ＝0，D 错误；有磁场时，带正电的粒子受到洛伦兹力的作用使其所受的电场力做功减少，故B 选项正确．题组三带电物体在磁场中的运动问题9．(单选)带电油滴以水平速度v 0垂直进入磁场，恰做匀速直线运动，如图5所示，若油滴质量为m ，磁感应强度为B ，则下述说法正确的是( )图5A ．油滴必带正电荷，电荷量为mg v 0B B ．油滴必带正电荷，比荷q m ＝q v 0BC ．油滴必带负电荷，电荷量为mg v 0BD ．油滴带什么电荷都可以，只要满足q ＝mg v 0B 答案 A解析油滴水平向右匀速运动，其所受洛伦兹力必向上，与重力平衡，故带正电荷，其电荷量q ＝mg v 0B ，A 正确． 10．(双选)如图6所示，套在足够长的绝缘粗糙直棒上的带正电小球，其质量为m ，带电荷量为q ，小球可在棒上滑动，现将此棒竖直放入沿水平方向且相互垂直的匀强磁场和匀强电场中，设小球的电荷量不变，小球由静止下滑的过程中( )图6A ．小球加速度一直增大B ．小球速度一直增大，直到最后匀速C ．棒对小球的弹力一直减小D ．小球所受洛伦兹力一直增大，直到最后不变答案 BD解析小球由静止开始下滑，受到向左的洛伦兹力不断增大．在开始阶段，洛伦兹力小于向右的电场力，棒对小球有向左的弹力，随着洛伦兹力的增大，棒对小球的弹力减小，小球受到的摩擦力减小，所以在竖直方向的重力和摩擦力作用下加速运动的加速度增大．当洛伦兹力等于电场力时，棒对小球没有弹力，摩擦力随之消失，小球受到的合力最大，加速度最大．随着速度继续增大，洛伦兹力大于电场力，棒对小球又产生向右的弹力，随着速度增大，洛伦兹力增大，棒对小球的弹力增大，小球受到的摩擦力增大，于是小球在竖直方向受到的合力减小，加速度减小，小球做加速度减小的加速运动，当加速度减小为零时，小球的速度不再增大，以此时的速度做匀速运动．综上所述，选项B 、D 正确．11．如图7所示，质量为m 的带正电小球能沿着竖直的绝缘墙竖直下滑，磁感应强度为B 的匀强磁场方向水平，并与小球运动方向垂直．若小球电荷量为q ，球与墙间的动摩擦因数为μ.则小球下滑的最大速度为________，最大加速度为________．图7答案 mg μqB g解析当小球刚开始下滑时有最大加速度，即a＝g，当小球的加速度为零时有最大速度，即mg＝μf，f＝q v B.解得v＝mg μqB.12.图8质量为m 、带电荷量为＋q 的小球，用一长为l 的绝缘细线悬挂在方向垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B ，如图8所示，用绝缘的方法使小球位于使悬线呈水平的位置A ，然后静止释放，小球运动的平面与B 的方向垂直，求小球第一次和第二次经过最低点C 时悬线的拉力F T1和F T2.答案 3mg －qB 2gl 3mg ＋qB 2gl解析小球由A 运动到C 的过程中，洛伦兹力始终与v 的方向垂直，对小球不做功，只有重力做功，由动能定理有mgl ＝12m v 2C ，解得v C ＝2gl .在C 点，由左手定则可知洛伦兹力向上，其受力情况如图①所示．由牛顿第二定律，有F T1＋f －mg ＝m v 2C l .又f ＝q v C B ，所以F T1＝3mg －qB 2gl .同理可得小球第二次经过C 点时，受力情况如图②所示，所以F T2＝3mg ＋qB 2gl .13．如图9所示，图9质量为m ＝1 kg 、电荷量为q ＝5×10－2 C 的带正电的小滑块，从半径为R ＝0.4 m 的光滑绝缘14圆弧轨道上由静止自A 端滑下．整个装置处在方向互相垂直的匀强电场与匀强磁场中．已知E ＝100 V /m ，方向水平向右，B ＝1 T ，方向垂直纸面向里，g ＝10 m/s 2. 求：(1)滑块到达C 点时的速度；(2)在C 点时滑块所受洛伦兹力．答案 (1)2 m/s ，方向水平向左 (2)0.1 N ，方向竖直向下解析以滑块为研究对象，自轨道上A 点滑到C 点的过程中，受重力mg ，方向竖直向下；静电力qE ，方向水平向右；洛伦兹力f ＝q v B ，方向始终垂直于速度方向．(1)滑块从A 到C 过程中洛伦兹力不做功，由动能定理得mgR －qER ＝12m v 2C得v C ＝ 2(mg －qE )R m＝2 m/s.方向水平向左． (2)根据洛伦兹力公式得：f ＝q v C B ＝5×10－2×2×1 N ＝0.1 N ，方向竖直向下．。

粤教版选修3《研究洛伦兹力》说课稿

粤教版选修3《研究洛伦兹力》说课稿一、引言本节课的内容是《研究洛伦兹力》，属于粤教版选修3的内容。

本节课的主要目标是让学生了解洛伦兹力的概念和作用，并能够运用洛伦兹力的公式进行解题。

通过本节课的学习，学生可以深入理解电磁学中的电荷运动规律，并应用于实际问题的解决。

二、教学目标本节课的教学目标主要包括： 1. 知识目标：学生能够了解洛伦兹力的定义和公式，并能够应用公式解决与洛伦兹力相关的问题。

2. 能力目标：培养学生分析和解决物理问题的能力，学会运用洛伦兹力的公式进行推导和计算。

三、教学重点和难点1.教学重点：学生能够掌握洛伦兹力的公式和应用方法。

2.教学难点：学生能够灵活运用洛伦兹力的概念和公式解决实际问题。

四、教学准备1.教材：粤教版选修32.多媒体设备：电脑、投影仪等3.教学辅助工具：白板、黑板、彩色粉笔等五、教学过程1. 导入（5分钟）通过导入的方式，激发学生的学习兴趣，并通过提问引导学生回顾之前学过的内容，例如：什么是电荷？什么是磁场？2. 观察与实验（10分钟）通过实验或观察现象的方式，让学生直观感受洛伦兹力的作用。

例如，通过放电管、磁场和电荷的组合实验，观察电荷在磁场中的运动情况。

3. 概念讲解（15分钟）通过白板或黑板上的示意图，讲解洛伦兹力的概念。

解释洛伦兹力的方向和大小与电荷、磁场和速度的关系，引导学生理解洛伦兹力的物理意义。

4. 公式推导（20分钟）依据洛伦兹力的概念，通过推导引出洛伦兹力的公式。

首先，讲解电荷在磁场中受力的基本原理，然后通过数学推导，推导出洛伦兹力的公式。

同时，解释公式中各个符号的含义和单位。

5. 例题讲解（25分钟）选择几个典型的例题，进行详细解答。

通过例题的讲解，指导学生如何应用洛伦兹力的公式解决实际问题。

同时，注意讲解解题思路和注意事项。

6. 练习与讨论（25分钟）学生进行个别或小组练习，巩固所学的知识。

可以选择一些实际问题，让学生运用洛伦兹力的公式进行计算。

物理粤教版选修3-1自我检测：3-5-研究洛伦兹力含解析

自我检测1.带电荷量为＋q的粒子，在匀强磁场中运动，下面说法正确的是（）A.只要速度大小相同，所受的洛伦兹力就相同B.如果把＋q改为-q，且速度反向大小不变，则所受的洛伦兹力大小、方向均不变C.只要带电粒子在磁场中运动，就一定受洛伦兹力作用D.带电粒子受洛伦兹力小，则该磁场的磁感应强度小答案：B2.以下四个选项是分别对如图3-5-5四种情况中各粒子受洛伦兹力的方向的描述，其中正确的是（）图3-5-5Ａ.A中垂直于v，右上Ｂ.B中垂直纸面向里Ｃ.C中垂直纸面向外Ｄ.D中垂直纸面向里答案：BD3.用细线和带电小球做成的单摆，把它放置在某匀强磁场中，如图3-5-6所示.在带电小球摆动的过程中，连续两次经过最低点时，相同的物理量是（不计空气阻力）…（）图3-5-6A.小球受到的洛伦兹力B.摆线的张力C.小球的动量D.小球的动能答案：D4.如图3-5-7所示，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时，若不计重力，则粒子（）图3-5-7A.做匀速直线运动B.沿螺线管轴线做匀加速直线运动C.沿螺线管轴线做往复运动D.可能沿螺线管轴线做匀减速运动答案：A5.关于洛伦兹力的下列说法中正确的是（）A.洛伦兹力的方向总是垂直于磁场方向和电荷运动方向所在的平面B.洛伦兹力的方向总是垂直于电荷速度方向，所以它对电荷永远不做功C.在磁场中，静止的电荷不受洛伦兹力，运动的电荷一定受洛伦兹力D.运动电荷在某处不受洛伦兹力，则该处的磁感应强度一定为零答案：AB6.如图3-5-8所示是表示磁场B，电荷运动方向v和磁场对电荷作用力f的相互关系图.这四个图中画得正确的是(B、f、v两两垂直) …（）图3-5-8答案：BCD7.如图3-5-9所示，甲带正电，乙是不带电的绝缘物块，甲、乙叠放在一起置于粗糙的地板上，空间有垂直纸面向里的匀强磁场，用水平恒力F拉乙物块，使甲、乙无相对滑动一起向左加速运动，在加速阶段（）图3-5-9A.甲、乙两物块间的摩擦力不断增大B.甲、乙两物块间的摩擦力不断减小C.甲、乙两物块间的摩擦力大小不变D.乙物块与地面间的摩擦力不断增大图3-5-10答案：BD8.从同一点发出四束带电粒子，它们的轨迹如图3-5-10所示，对它们的电性判断正确的是（）A.粒子束1带正电B.粒子束2带负电C.粒子束3带正电D.粒子束4带负电答案：BC9.一带电荷量为+q 、质量为m 的粒子经加速电场（加速电压为U ）由静止开始加速后，垂直进入相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场E 方向竖直向下，磁场方向垂直纸面向里，测出该粒子离开场区时的速度大小为v （不计重力），求粒子离开场区时偏离原方向的距离.答案：qEmv E U 2210.设在地面上方的真空室内，存在匀强电场和匀强磁场.已知电场强度和磁感应强度的方向是相同的，电场强度的大小E=4.0 V/m ，磁感应强度的大小B=0.15 T.今有一个带负电的质点以v=20 m/s 的速度在此区域内做沿垂直场强方向的匀速直线运动，求此带电质点的电荷量与质量之比（q/m ）以及磁场的方向.答案：2.0 C/kg 磁场方向与重力方向夹角为37°11.如图3-5-11所示，摆球带负电的单摆，在一匀强磁场中摆动，匀强磁场的方向垂直于纸面向里，摆球在等高的A 、B 两点间摆动过程中，若向左经过最低点C 时，摆线拉力大小为T 1,摆球加速度大小为a 1；向右经过最低点C 时，摆线拉力大小为T 2，摆球加速度大小为a 2，则（）图3-5-11A.T 1＞T 2,a 1=a 2B.T 1＜T 2,a 1=a 2C.T 1＞T 2,a 1＞a 2D.T 1＜T 2,a 1＜a 2 答案：B12.如图3-5-12所示，一电荷量为q 的正离子以速度v 0射入离子速度选择器，恰能沿直线飞出，速度选择器中的电场强度为E ，磁感应强度为B ，则（）图3-5-12A.若改为电荷量为-q 的离子，将往上偏B.若速度变为2v0，将往上偏C.若改为带电荷量为+2q的离子，将往下偏D.若速度变为v0/2，将往下偏答案：B13.在图3-5-13中虚线所围的区域内，存在电场强度为E的匀强电场和磁感应强度为B的匀强磁场.已知从左方水平射入的电子，穿过此区域时未发生偏转.设重力可以忽略不计.则在此区域中E和B的方向可能是（）图3-5-13A.E和B都沿水平方向，并与电子运动方向相同B.E和B都沿水平方向，并与电子运动方向相反C.E竖直向上，B垂直纸面向外D.E竖直向上，B垂直纸面向里答案：ABC14.如图3-5-14所示，在垂直于纸面向内的匀强磁场中，垂直于磁场方向发射出两个电子1和2，其速度分别为v1和v2.如果v2＝2v1，则1和2的轨道半径之比r1∶r2及周期之比T1∶T2分别为（）图3-5-14A.r1∶r2＝1∶2，T1∶T2＝1∶2B.r1∶r2＝1∶2，T1∶T2＝1∶1C.r1∶r2＝2∶1，T1∶T2＝1∶1D.r1∶r2＝1∶1，T1∶T2＝2∶1答案：B15.真空中同时存在着竖直向下的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场，三个带有等量同种电荷的油滴a、b、c在场中做不同的运动.其中a静止，b向右做匀速直线运动，c向左做匀速直线运动，则三油滴质量的大小关系为（）A.a最大B.b最大C.c最大D.都相等答案：C16.一个带正电荷的粒子（重力不计）穿过图3-5-15中匀强电场和匀强磁场区域时，恰能沿直线运动，则欲使电荷向下偏转时，应采用的办法是（）图3-5-15A.增大电荷质量B.增大电荷电荷量C.减小入射速度D.增大磁感应强度答案：C17.为使从炽热灯丝发射的电子（质量m 、电荷量e 、初速为零）能沿入射方向通过互相垂直的匀强电场（场强为E ）和匀强磁场（磁感应强度为B ）区域，对电子的加速电压为_______________.答案：222eB m E18.如图3-5-16所示，质量m=0.1 g 的小球，带有q =5×10-4C 的正电荷，套在一根与水平方向成θ=37°角的绝缘杆上，小球可以沿杆滑动，与杆间的动摩擦因数μ=0.4，这个装置放在磁感应强度B=0.5 T 的匀强磁场中，求小球无初速释放后沿杆下滑的最大加速度和最大速度.（g 取10 N/kg ）图3-5-16答案：6 m/s 2 9.2 m/s。

2017秋高中物理粤教版选修3-1练习：3-6洛伦兹力与现代技术含解析精品

课时训练19洛伦兹力与现代技术基础夯实1.质子和α粒子分别经电压2 000 V和4 000 V加速后,进入同一匀强磁场做匀速圆周运动,则它们的周期比是()A.1∶2B.1∶1C.2∶1D.1∶4答案：A解析：粒子运动周期与初速度无关,由T=2πmqB 得T pTα=m pmα·qαq p=14×21=12.2.现有两种粒子,质量分别为m1和m2,前者电荷量是后者的2倍,使它们垂直射入同一匀强磁场,结果发现两个粒子运动的圆轨道的半径相同,则它们的动能之比为()A.m134m23B.4m23m13C.m14m2D.4m2m1答案：D解析：由r=mv得v=qBr所以E k=1mv2=q2B2r2因此E k1E k2=q12m1·m2q22=4m2m1.3.粒子甲的质量与电荷量分别是粒子乙的4倍与2倍,两粒子均带正电荷.让它们在匀强磁场中同一点以大小相等、方向相反的速度开始运动.已知磁场方向垂直于纸面向里.如图中的四个图,能正确表示两粒子运动轨迹的是() (导学号51120207)答案：A4.质量和带电荷量都相同的两个粒子,以不同的速率垂直于磁感线方向射入匀强磁场中,两粒子的运动轨迹如图中①、②所示,粒子的重力不计,下列对两个粒子的运动速率v和在磁场中运动时间t及运动周期T、角速度的说法中不正确的是()A.v1<v2B.t1>t2C.T1<T2D.ω1=ω2答案：C5.1932年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器,其原理如图所示,这台加速器由两个铜质D 形盒D1、D2构成,其间留有空隙,下列说法正确的是()A.两个D形盒之间加有直流高电压B.离子由加速器的边缘进入加速器C.离子从磁场中获得能量D.离子从电场中获得能量答案：D解析：回旋加速器的两个D形盒之间分布着周期性变化的电场,是高频交流电压不断地给离子加速使其获得能量;而D形盒内分布着匀强磁场,具有一定速度的离子在D形盒内受到洛伦兹力提供的向心力而做匀速圆周运动;洛伦兹力不做功不能使离子获得能量;离子源在回旋加速器的中心附近.所以正确选项为D.6.两个电子以大小不同的初速度沿垂直于磁场的方向射入同一匀强磁场中.设r1、r2为这两个电子的运动轨道半径,T1、T2是它们的运动周期,则()A.r1=r2,T1≠T2B.r1≠r2,T1≠T2C.r1=r2,T1=T2D.r1≠r2,T1=T2答案：D解析：电子在磁场中仅受到洛伦兹力作用,做匀速圆周运动,其轨道半径为R=mv,周期为,在其他条件一样的情况下,速度越大,则半径越大.而周期与运动速度无关,所以这两个T=2πmBe电子运动周期一样.D正确.7.如图所示,有a、b、c、d四个粒子,它们带同种电荷且电荷量相等,它们的速率关系为v a<v b=v c<v d,质量关系为m a=m b<m c=m d.进入速度选择器后,有两种离子从速度选择器射出,由此可以判定() (导学号51120208)A.射向P1的是a粒子B.射向P1的是b粒子C.射向A2的是c粒子D.射向A2的是d粒子答案：A解析：由通过速度选择器的粒子速度相等可知,应是b、c,由偏转方向知这些离子都带正电,由r=mvqB知r c>r b,所以射向A1的是c粒子,射向A2的是b粒子.又由于v a<v b,故射向P1的是a 粒子,选项A正确.8.(多选)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,它的构造原理如图所示,离子源S产生的各种不同正离子束(速度可看做为零),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()(导学号51120209)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C.只要x相同,则离子质量一定相同D.只要x相同,则离子的荷质比一定相同答案：AD解析：带电粒子通过加速电场加速,由动能定理qU=1mv2,得加速后粒子的速度v=2qU.进入质谱仪的磁场中,测得圆周半径R,有R=mvqB =2mUqB2.x=2R,若离子束是同位素,则x越大,离子质量越大,A正确,B错误;要x相同,则离子荷质比一定相同,而质量不一定相同,选项C错误,D正确.能力提升9.一带电粒子(不计重力)在匀强磁场中的运动轨迹如图所示,中央MN是一块薄金属板,粒子在穿过金属板时损失了一些动能.该粒子所带的电荷量不变,由图可知,该粒子应是带电,粒子运动的方向应是沿方向.(导学号51120210)答案：负edcba解析：粒子在磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力Bqv=mv 2,轨道半径为R=mv,从图中不难看出上下两部分半径不同,速度大半径就大,又知道粒子在穿过金属板时有能量损失,所以粒子是从下部穿过金属板进入上部的,由此可知道粒子运动方向是e→d→c→b→a,用左手定则判断粒子带负电.10.如图所示,在某空间实验室中,有两个靠在一起的等大的圆柱形区域,分别存在着等大反向的匀强磁场,磁感应强度B=0.10 T,磁场区域半径r=23 m,左侧区圆心为O 1,磁场向里,右侧区圆心为O 2,磁场向外.两区域切点为C.今有质量m=3.2×10-26 kg 、带电荷量q=1.6×10-19 C 的某种离子,从左侧区边缘的A 点以速度v=106 m/s 正对O 1的方向垂直磁场射入,它将穿越C 点后再从右侧区穿出.求: (导学号51120211)(1)该离子通过两磁场区域所用的时间;(2)离子离开右侧区域的出射点偏离最初入射方向的侧移距离为多大?(侧移距离指垂直初速度方向上移动的距离) 答案：(1)4.19×10-6 s (2)2 m 解析：(1)离子在磁场中做匀速圆周运动,在左右两区域的运动轨迹是对称的.如图,设轨迹半径为R ,圆周运动的周期为T.由牛顿第二定律qvB=m v 2① 又T=2πRv ②联立①②得R=mv ③ T=2πm④将已知数据代入③得R=2m ⑤ 由轨迹图知tan θ=r = 3,则θ=30°则全段轨迹运动时间 t=2×T ×2θ=T⑥联立④⑥并代入已知得 t=2×3.14×3.2×10-263×1.6×10-19×0.1s=4.19×10-6s .(2)在图中过O 2向AO 1作垂线,联立轨迹对称关系侧移总距离d=2r sin2θ=2m .11.一磁场宽度为L ,磁感应强度为B ,如图所示,一电荷质量为m 、带电荷量为-q ,不计重力,以某一速度(方向如图)射入磁场.若不使其从右边界飞出,则电荷的速度应为多大? (导学号51120212)答案：v ≤BqL解析：若要粒子不从右边界飞出,当达最大速度时运动轨迹如题图,由几何知识可求得半径r ,即r+r cos θ=L ,r=L 1+cos θ,又Bqv=mv 2r ,所以v=Bqr m=BqLm (1+cos θ).12.在某回旋加速器中,磁场的磁感应强度为B ,粒子源射出的粒子质量为m 、电荷量为q ,粒子的最大回旋半径为R m ,问: (导学号51120213) (1)D 形盒内有无电场?(2)粒子在盒内做何种运动? (3)所加交变电场的周期是多大? (4)粒子离开加速器时能量是多大?(5)设两D 形盒间电场的电势差为U ,盒间距离为d ,其间电场均匀,求把静止粒子加速到上述能量所需的时间. 答案：(1)无电场(2)匀速圆周运动,每次加速后轨道半径增大(3)2πmqB(4)q 2B 2R m 2 (5)BR m (2d +πR m )2U解析：(1)D 形盒由金属导体制成,具有屏蔽外电场的作用,盒内无电场.(2)带电粒子在盒内做匀速圆周运动,每次加速后轨道半径增大.(3)交变电场的周期应与粒子旋转的周期相同,即T=2πm.(4)粒子离开加速器时达到最大速度v m ,由R m =mv mqB 可得v m =qBRm m ,则其动能为E km =1m v m 2=1m (qBR m )2=q 2B 2R m 2. (5)设粒子达到最大动能须经n 次加速,则粒子在回旋加速器中运动的时间t 应为在D 形盒内的回旋时间t 1与通过D 形盒间的缝隙的加速时间t 2之和,即t=t 1+t 2.由nqU=E km 得n=EkmqU ,则粒子旋转的周期数为n =E km ,t 1=n T=πBR m 2.粒子在两D 形盒缝隙中加速时,受到的电场力为qU d ,运动的加速度a=qU md,质子n 次通过缝隙的总位移为s=nd ,由于质子n 次加速的过程可视为初速度为零的匀加速直线运动,故有(注意等效的思想方法)nd=1·qU ·t 22,t 2=BR md.所以t=t 1+t 2=BR m (2d +πR m ).。

2019-2020学年高中物理课时作业17研究洛伦兹力含解析粤教版选修3

课时分层作业(十七) 研究洛伦兹力(时间：40分钟分值：100分)[基础达标练]一、选择题(本题共6小题，每小题6分)1．一个长直螺线管中通有大小和方向都随时间变化的交变电流，把一个带电粒子沿如图所示的方向沿管轴线射入管中，则粒子将在管中( )A．做匀速圆周运动B．沿轴线来回振动C．做匀加速直线运动D．做匀速直线运动D[通有交变电流的螺线管内部磁场方向始终与轴线平行，带电粒子沿着磁感线运动时不受洛伦兹力，所以应做匀速直线运动．]2．宇宙中的电子流，以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点，则这些电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．相对于预定地面向东偏转C．相对于预定点稍向西偏转D．相对于预定点稍向北偏转C[地球表面的磁场方向由南向北，电子带负电，根据左手定则可判定，电子自赤道上空竖直下落过程中受洛伦兹力方向向西，故C项正确．]3．如图所示，电视显像管中有一个电子枪，工作时它能发射电子，荧光屏被电子束撞击就能发光．在偏转区有垂直于纸面的磁场B1和平行纸面上下的磁场B2，就是靠这样的磁场来使电子束偏转，使整个荧光屏发光．经检测仅有一处故障：磁场B1不存在，则荧光屏上( )A．不亮B．仅有一个中心亮点C．仅有一条水平亮线D．仅有一条竖直亮线C[由图可知，电子运动的方向向右，则等效电流的方向向左；当磁场B1不存在，只存在平行纸面上下的磁场B2时，根据左手定则可知，电子只受到与B2垂直的垂直于纸面向里或垂直于纸面向外的洛伦兹力的作用，则电子打在荧光屏上的点是沿水平方向的线，则荧光屏上仅有一条水平亮线．故C正确，A、B、D错误．]4.如图所示，铜质导电板置于匀强磁场中，通电时铜板中电流方向向下，由于磁场的作用，则( )A．板左侧聚积较多的电子，使b点电势高于a点电势B．板左侧聚积较多的电子，使a点电势高于b点电势C．板右侧聚积较多的电子，使a点电势高于b点电势D．板右侧聚积较多的电子，使b点电势高于a点电势C[铜板靠电子导电，电子运动方向向上，根据左手定则，电子受洛伦兹力向右，所以板右侧聚积较多的电子，电势较低．]5.一根中空的绝缘圆管放在光滑的水平桌面上．圆管底端有一个带正电的光滑小球．小球的直径略小于圆管的内径．空间存在一个垂直纸面向里的匀强磁场，如图所示．现用一拉力F拉圆管并维持圆管以某速度水平向右匀速运动，则在圆管水平向右运动的过程中( )A．小球做类平抛运动，且洛伦兹力不做功B．小球做类平抛运动，且洛伦兹力做正功C．小球所受洛伦兹力一直沿圆管向管口方向D．小球的运动很复杂，以上说法都不对A[洛伦兹力总是与速度垂直，不做功；设圆管运动速度为v1，小球垂直于圆管向右的分运动是匀速直线运动．小球沿圆管方向受到洛伦兹力的分力F1＝qv1B，q、v1、B均不变，F1不变，则小球沿圆管做匀加速直线运动．与平抛运动类似，小球运动的轨迹是一条抛物线，洛伦兹力方向不断变化，由于洛伦兹力和速度方向相互垂直，故洛伦兹力不做功，故B、C、D 错误，A正确．]6．如图所示，一个粗糙且足够长的斜面体静止于水平面上，并处于方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为B的匀强磁场中，质量为m、带电荷量为＋Q的小滑块从斜面顶端由静止下滑，在滑块下滑的过程中，斜面体静止不动，下列判断正确的是( )A．滑块受到的摩擦力逐渐增大B ．滑块沿斜面向下做匀加速直线运动C ．滑块最终要离开斜面D ．滑块最终可能静止于斜面上C [小滑块带正电，由左手定则判断知，滑块受到的洛伦兹力方向垂直于斜面向上，故垂直于斜面方向：N ＋qvB ＝mg cos θ，平行于斜面方向：mg sin θ－f ＝ma ，其中f ＝μN ，联立得到f ＝μ(mg cos θ－qvB )，a ＝g sin θ－μ（mg cos θ－qvB ）m，由于a 与v 同向，故v 增大，f 减小，a 增加，故A 错误，B 错误；当洛伦兹力等于重力垂直斜面分力时，支持力为零，此后滑块离开斜面，故C 正确，D 错误．]二、非选择题(14分)7．如图所示，在磁感应强度为B 的匀强磁场中，有一长为L 的悬线，拉一质量为m 、带有＋q 的电荷量的小球，将摆球与悬线拉至右侧与磁感线垂直的水平位置由静止释放，试求摆球通过最低位置时绳上的拉力．[解析] 由左手定则判断摆球所受洛伦兹力方向向下，根据牛顿第二定律：F －Bqv －mg ＝m v 2L根据动能定理：mgL ＝12mv 2，联立得：F ＝3mg ＋Bq 2gL . [答案] 3mg ＋Bq 2gL[能力提升练]一、选择题(本题共4小题，每小题6分)1．图中a 、b 、c 、d 为四根与纸面垂直的长直导线，其横截面位于正方形的四个顶点上，导线中通有大小相等的电流，方向如图所示．一带负电的粒子从正方形中心O 点沿垂直于纸面的方向向外运动，它所受洛伦兹力的方向是( )A ．向上B ．向下C ．向左D ．向右A [根据题意，由右手螺旋定则知b 与d 导线电流产生磁场正好相互抵消，而a 与c 导线产生磁场正好相互叠加，由右手螺旋定则得磁场方向水平向左，当一带负电的粒子从正方形中心O 点沿垂直于纸面的方向向外运动，根据左手定则可知，它所受洛伦兹力的方向向上．故A 正确，B 、C 、D 错误．]2．(多选)如图所示，一个带负电的滑环套在水平且足够长的粗糙的绝缘杆上，整个装置处于方向如图所示的匀强磁场B 中．现给滑环一个水平向右的瞬时速度，使其由静止开始运动，则滑环在杆上的运动情况可能是( )A ．始终做匀速运动B ．开始做减速运动，最后静止于杆上C ．先做加速运动，最后做匀速运动D ．先做减速运动，最后做匀速运动ABD [带电滑环向右运动时所受洛伦兹力方向向上，其大小与滑环初速度大小有关．由于滑环初速度的大小未具体给定，因而洛伦兹力与滑环重力可出现三种不同的关系：(1)当洛伦兹力等于重力，则滑环做匀速运动．(2)当洛伦兹力开始时小于重力，滑环将做减速运动，最后停在杆上．(3)当洛伦兹力开始时大于重力，滑环所受的洛伦兹力随速度减小而减小，滑环与杆之间的挤压力将逐渐减小，因而滑环所受的摩擦力减小，当挤压力为零时，摩擦力为零，滑环做匀速运动．故正确答案为A 、B 、D.]3.如图所示，质量为m 、带电荷量为q 的物块，在水平方向的磁感应强度为B 的匀强磁场中，沿着竖直绝缘墙壁由静止下滑，已知物块与墙壁间的动摩擦因数为μ，下列说法正确的是( )A ．物块不受磁场力B ．尽管物块受到磁场力作用，但磁场力不做功，系统机械能守恒C ．物块下滑的最大速度为mgμqBD ．物块下滑的加速度为重力加速度gC [物块速度方向与磁场方向垂直，物块受磁场力，A 错误；物块受到的摩擦力做负功，机械能不守恒，B 错误；物块加速下滑，洛伦兹力增大，N ＝qvB ，而f ＝μN ，故摩擦力增大，当mg ＝f 时，a ＝0，速度达到最大，v max ＝mgμqB，C 正确，D 错误．] 4．如图甲所示，水平传送带足够长，沿顺时针方向匀速运动，某绝缘带电物块无初速度的从最左端放上传送带．该装置处于垂直纸面向外的匀强磁场中，物块运动的v t 图象如图乙所示．物块带电量保持不变，下列说法正确的是( )甲乙A ．物块带正电B ．1 s 后物块与传送带共速，所以传送带的速度为0.5 m/sC ．传送带的速度可能比0.5 m/s 大D ．若增大传送带的速度，其它条件不变，则物体最终达到的最大速度也会增大C [从v t 图象可以看出，滑块的加速度逐渐减小，根据牛顿第二定律，有μ(mg －qvB )＝ma ，说明洛伦兹力向上，根据左手定则，物块带负电荷，故A 错误；1 s 后物块的速度最大，加速度为零，说明摩擦力为零，可能是mg －qvB ＝0，也可能是物块与传送带共速，故B 错误；如果是洛伦兹力与重力平衡，即mg －qvB ＝0，则传送带的速度可能比0.5 m/s 大，故C 正确；如果是洛伦兹力与重力平衡，即mg －qvB ＝0，则最大速度与传送带无关，故D 错误．]二、非选择题(26分)5．(10分)一细棒处于磁感应强度为B 的匀强磁场中，棒与磁场垂直，磁感线方向垂直纸面向里，如图所示，棒上套一个可在其上滑动的带负电的小环c ，小环质量为m ，电荷量为q ，环与棒间无摩擦．让小环从静止滑下，下滑中某时刻环对棒的作用力恰好为零，则此时环的速度为多大？[解析] 小环沿棒下滑，对环进行受力分析可知，当环对棒的作用力为零时如图所示，其所受洛伦兹力大小f 洛＝qvB ，方向垂直于棒斜向上，应有f 洛＝mg cos θ，得v ＝mg cos θqB . [答案] mg cos θqB6．(16分)如图所示，一个质量为m 、带正电荷量为q 的带电体，紧贴着水平绝缘板的下表面滑动，滑动方向与垂直纸面的匀强磁场垂直，请回答：(1)能沿下表面滑动，物体速度的大小和方向应满足什么条件？(2)若物体以速度v 0开始运动，则它沿绝缘面运动的过程中，克服摩擦力做了多少功？[解析] (1)若物体沿下表面滑动，则洛伦兹力一定向上，根据左手定则，速度方向向右．当物体沿下表面滑动时，满足qvB ≥mg解得v ≥mg qB .(2)运动过程中，洛伦兹力和重力不做功．当v ＝mg qB时，mg ＝qvB ，摩擦力消失，由动能定理，克服摩擦力做的功W ＝12mv 20－12mv 2＝12m ⎣⎢⎡⎦⎥⎤v 20－⎝ ⎛⎭⎪⎫mg qB 2. [答案] (1)向右 v ≥mg qB (2)12m ⎣⎢⎡⎦⎥⎤v 20－⎝ ⎛⎭⎪⎫mg qB 2.。

粤教版高中物理选修3-1：《研究洛伦兹力》教案1-新版

《研究洛伦兹力》教学设计
一、教材分析
本节课是粤教版高中物理教材选修3-1第三章《磁场》的第五节内容。

高中物理课程标准对这一节要求是“通过实验，认识洛伦兹力。

会判断洛伦兹力的方向，会计算洛伦兹力的大小。

”这一节研究洛伦兹力是《磁场》这章的重要内容，既是安培力的延续，又是后面学习带电粒子在磁场中运动的基础，是力学分析中重要部分。

掌握好本节对以后力学综合中涉及洛伦兹力的分析，对利用功能关系解力学问题，有很大的帮助。

二、教学目标
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；
3、会利用本节课学的知识简单解释电视显像管的工作原理。

三、教学重点、难点：
重点：洛伦兹力方向的判断方法和洛伦兹力大小计算。

难点：洛伦兹力计算公式的推导过程。

四、教法、学法分析
这节课主要采取讲授法、实验法、讨论法教学模式。

教学时采用新课导入、自主学习、小组讨论、反馈精讲、当堂训练五个环节相结合的方法。

以数学推导方法和实验为重要手段，同时辅以必要的多媒体手段，增强感性认识。

学生可通过观察电子束在磁场中的偏转情况研究洛伦兹力的方向，体验研究物理学的实验方法。

对比安培力和洛伦兹力，从理论上导出洛伦兹力公式，认识科学探究方法的多样性。

观察动画视频，加深对微观世界的理解。

五、教学过程设计
①、设导线单位体积内的自由电荷数
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。

注意：用PPT课件演示f、V、。

粤教版高中物理选修3-1洛伦兹力练习题2.docx

唐玲
高中物理学习材料
唐玲收集整理
洛伦兹力练习题（二）
班级：姓名：学号：
1、电子以1.6×106m/s 的速率垂直射入B=2.0×10-4T 的匀强磁场中,求电子做圆周运动的轨道半径和周期。

2、电子垂直射入Ｂ＝7.0⨯10- 4T 的匀强磁场中,做圆周运动的轨道半径为3.0 ⨯10-2
m ，求电子运动速率。

3、质量为m 、带电量为q 的正离子沿＋x 轴方向从坐标原点进入磁感应强度为B 的匀强磁场中，磁场的方向垂直xOy 平面，如图所示，若离子速率为v ，则离子做圆周运动的圆心坐标是多少？
5．如图所示，一束电子（电量为e ）以速度v 0垂直射入磁感应强度为B ，宽为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为30°，则电子的质量是多少？穿过磁场的时间是多少？。

粤教版高中物理选修3-1：《研究洛伦兹力》导学案1-新版

研究洛伦兹力〖新课标要求〗认识洛伦兹力。

会判断洛伦兹力的方向。

会计算洛伦兹力的大小。

了解电子束的磁偏转原理〖新课预习〗1、洛伦兹力：2、洛伦兹力的方向：用左手定则去伸开左手，使大拇指跟其余四个手指，并且都和手掌在一个平面内，让磁感线穿入手心，并使伸开的四指指向运动的方向，那么，大拇指所指的方向就是运动的在磁场中所受洛伦兹力的方向。

3、洛伦兹力的大小：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方向，那么粒子所受的洛伦兹力为。

电荷运动方向与磁场的方向夹角为θ时，电荷所受的洛伦兹力为因为洛伦兹力F始终与速度v ，即只改变速度所以洛伦兹力不对带电粒子做功。

当运动电荷垂直磁感线进入匀强磁场中，仅受洛伦兹力作用时，一定做运动。

〖知识精讲〗1、洛伦兹力的方向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，因此可以用左手定则判断洛伦兹力的方向。

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。

【例1】如图所示的是磁感应强度B、正电荷速度v和磁场对电荷的作用力F三者方向的相互关系图（其中B垂直于F与v决定的平面，B、F、v两两垂直）。

其中正确的是2、洛伦兹力的大小洛伦兹力的大小推导，按下列过程写出各问题的物理量书本P88图3-5-4。

假设：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1：这段导线中电流I的微观表达式是多少？I=问题2：这段导体所受的安培力为多大？F=问题3：这段导体中含有多少自由电荷数？N=问题4：每个自由电荷所受的洛伦兹力大小为多少？f=例题：2．已知一质子以5×107m/s的速度垂直射入磁感应强度B=2T的匀强磁场中，质子受的洛仑兹力为多大？（学生探究完洛伦兹力大小计算就练习）解答过程：【速度选择器】【例题3】如图16－50所示，在两平行板间有强度为E的匀强电场，方向竖直向下，一带电量为q的负粒子（重力不计），垂直于电场方向以速度v飞入两板间，为了使粒子沿直线飞出，应在垂直于纸面内加一个怎样方向的磁场，其磁感应强度为多大？【课堂针对性练习】1．判断图中带电粒子所受洛伦兹力的方向2．依运动轨迹，判断图中带电粒子的电性。

粤教版高中物理选修3-1：《洛伦兹力与现代技术》教案-新版

洛伦兹力与现代技术教学目标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垂直时，粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动3.推导半径，周期公式并解决相关问题教学重点带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径公式和周期公式，并能用来解决有关问题。

教学难点带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的条件对周期公式和半径公式的定性的理解。

教学方法在教师指导下的启发式教学方法教学用具电子射线管，环行线圈，电源，投影仪，教学过程一引入新课复习：1 当带电粒子以速度v平行或垂直射入匀强磁场后，粒子的受力情况；2 回顾带电粒子垂直飞入匀强电场时的运动特点，让学生猜想带电粒子垂直飞入匀强磁场的运动情况。

二．新课1．运动轨迹演示实验利用洛伦兹力演示仪，演示电子射线管内的电子在匀强磁场中的运动轨迹，让学生观察存在磁场和不存在磁场时电子的径迹。

现象：圆周运动。

提问：是匀速圆周运动还是非匀速圆周运动呢？分析：（1）首先回顾匀速圆周运动的特点：速率不变，向心力和速度垂直且始终在同一平面，向心力大小不变始终指向圆心。

（2）带电粒子在匀强磁场中的圆周运动的受力情况是否符合上面3个特点呢？带电粒子的受力为F 洛=qvB ，与速度垂直故洛伦兹力不做功，所以速度v 不变，即可得洛伦兹力不变，且F 洛与v 同在垂直与磁场的平面内，故得到结论：带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动结论：1、带电微观粒子的质量很小，在磁场中运动受到洛伦兹力远大于它的重力，因此可以把重力忽略不计，认为只受洛伦兹力作用。

2、沿着与磁场垂直的方向射入磁场的带电粒子，在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供做向心力，只改变速度的方向，不改变速度的大小。

2．轨道半径和周期例：一带电粒子的质量为m ，电荷量为q ，速率为v ，它在磁感应强度为B 的匀强磁场中做匀速圆周运动，求轨道半径有多大？由得可知速度越大，r 越大。

周期呢？由得与速度半径无关。

实验：改变速度和磁感强度观测半径r 。