《磁场对运动电荷的作用力》学案
1.2 磁场对运动电荷的作用力(导学案)
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。
5．了解电视显像管的工作原理。
重点：利用左手定则会判断洛伦兹力的方向难点：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一、洛伦兹力的方向［演示实验］观察磁场阴极射线在磁场中的偏转［实验现象］在没有外磁场时，电子束_________________，蹄形磁铁靠近电子射线管，发现电子束运动轨迹______________。
［结论］_______________________________________。
洛伦兹力方向的判断——左手定则：伸开__________，使大拇指和其余四指垂直且处于同一平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，若四指指向_______________的方向，那么拇指所受的方向就是________________________的方向。
二、洛伦兹力的大小1．推导过程：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。
2．洛伦兹力的计算公式（1）当粒子运动方向与磁感应强度垂直时（v⊥B），F=___________（2）当粒子运动方向与磁感应强度方向成θ时（v∥B），F=____________［例题］求下图中各电荷所受洛伦兹力的大小和方向。
三、电子束的磁偏转1．显像管的工作原理（1）原理：___________________________________________。
（2）构造：___________________________________________。
《磁场对运动电荷的作用力》 导学案
《磁场对运动电荷的作用力》导学案一、学习目标1、理解洛伦兹力的概念，知道其与安培力的关系。
2、掌握洛伦兹力的大小计算公式，并能熟练应用。
3、会用左手定则判断洛伦兹力的方向。
4、了解洛伦兹力在现代科技中的应用。
二、知识回顾1、安培力：通电导线在磁场中受到的力称为安培力。
安培力的大小为$F ＝ BIL\sin\theta$，其中$B$为磁感应强度，＄I$为电流强度，＄L$为导线在磁场中的有效长度，＄＼theta$为磁场方向与电流方向的夹角。
2、电流的微观表达式：＄I ＝ nqSv$，其中$n$为单位体积内的自由电荷数，＄q$为每个自由电荷的电荷量，＄S$为导体的横截面积，＄v$为自由电荷定向移动的平均速率。
三、新课导入我们已经学习了安培力，知道通电导线在磁场中会受到力的作用。
那么，单个运动电荷在磁场中是否也会受到力的作用呢？这就是我们今天要探讨的内容——磁场对运动电荷的作用力。
四、新课讲授1、洛伦兹力的概念运动电荷在磁场中受到的力称为洛伦兹力。
荷兰物理学家洛伦兹首先提出了这一概念。
2、洛伦兹力与安培力的关系安培力是大量自由电荷所受洛伦兹力的宏观表现。
可以设想，导线中每个自由电荷定向移动的速度为$v$，导线的横截面积为$S$，单位体积内的自由电荷数为$n$，每个自由电荷的电荷量为$q$。
则在时间$t$内，通过导线横截面的电荷量为$Q ＝ nqSv t$。
这段导线中的电流为$I ＝ Q/t ＝ nqSv$。
长度为$L$的导线所受的安培力为$F ＝ BIL ＝BnqSvL$。
而这段导线内的自由电荷总数为$N ＝ nSL$，每个自由电荷所受的洛伦兹力为$F_{洛} ＝ F/N ＝ Bqv$。
3、洛伦兹力的大小（1）当运动电荷的速度方向与磁感应强度方向垂直时，洛伦兹力的大小为$F ＝ Bqv$。
（2）当运动电荷的速度方向与磁感应强度方向平行时，洛伦兹力为零。
（3）当运动电荷的速度方向与磁感应强度方向夹角为$＼theta$时，洛伦兹力的大小为$F ＝ Bqv\sin\theta$。
《第一章 2 磁场对运动电荷的作用力》学历案-高中物理人教版19选择性必修第二册
《磁场对运动电荷的作用力》学历案（第一课时）一、学习主题本学习主题为高中物理课程中的《磁场对运动电荷的作用力》。
本课程主要讲述磁场对运动中电荷的力的影响，以及这一作用力在现实生活和科学技术中的应用。
二、学习目标1. 知识与理解：掌握磁场的基本概念，理解磁场对运动电荷的作用力，了解洛伦兹力的定义、方向和大小。
2. 技能与操作：能够通过实验观察和记录磁场对运动电荷的作用力现象，学会运用相关公式进行计算。
3. 情感态度与价值观：激发学生对物理学的兴趣，培养学生探索科学知识的热情和勇于实践的精神。
三、评价任务1. 知识理解评价：通过课堂提问和课后小测验，评价学生对磁场基本概念和洛伦兹力理论的理解程度。
2. 技能操作评价：通过实验报告和实验操作考核，评价学生观察和记录实验现象、运用公式进行计算的能力。
3. 综合应用评价：通过课程项目或小组讨论，评价学生将所学知识应用于实际问题的能力。
四、学习过程1. 导入新课：通过回顾之前学习的电场相关知识，引出磁场的概念，并简单介绍磁场与电场的不同之处。
2. 新课讲授：详细讲解磁场对运动电荷的作用力，包括洛伦兹力的定义、方向和大小。
通过图文并茂的方式，让学生更加直观地理解相关概念。
3. 实验观察：组织学生进行实验，观察和记录磁场对运动电荷的作用力现象。
实验过程中，教师需巡视指导，确保学生正确操作。
4. 公式推导：根据洛伦兹力的定义和物理规律，推导相关公式，并讲解公式的应用。
5. 课堂互动：鼓励学生提问，解答学生在学习过程中遇到的问题，加深学生对知识的理解。
6. 总结归纳：对本课学习的知识点进行总结归纳，强调重点和难点内容。
五、检测与作业1. 课堂检测：进行小测验，检测学生对本课知识的掌握情况。
2. 课后作业：布置相关练习题，巩固学生对公式的理解和应用能力。
要求学生完成实验报告，总结实验过程和观察结果。
六、学后反思1. 学生反思：学生应反思自己在本次学习过程中的表现，总结收获和不足，为今后的学习提供借鉴。
磁场对运动电荷的作用教案
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．教法建议在教学中需要注意教师与学生的互动性，教师先复习导入，通过实验验证洛仑兹力的存在，然后启发指导学生自己推导公式．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：1、教师通过演示实验法引入，复习提问法导出公式，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．教学设计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1、教师通过演示实验法引入，复习提问法导出公式，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。
1.2 磁场对运动电荷的作用力导学案
年级：高二学科：物理班级：学生姓名：制作人：不知名编号：2023－241.2《磁场对运动电荷的作用力》导学案学习目标:1．理解洛伦兹力的实质，推导公式。
理解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，理解洛伦兹力对电荷不做功。
3．了解电视显像管的工作原理。
【预学案】一、洛伦兹力1.洛伦兹力：运动电荷在中受到的力.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；让从掌心进入，并使四指指向电荷运动的方向，这时拇指所指的方向就是电荷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.(2)特点：F⊥B，F⊥v，即F垂直于B和v决定的平面.3.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)力对电荷不做功，但力却可以对导体做功。
二、洛伦兹力与现代科技1．显像管显像管电视机原理：电视机显像管利用了的原理．显像管结构：电视机显像管由电子枪、和荧光屏组成扫描：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，因此电子束打在荧光屏上的光点不断移动，这在显示技术中叫作.【探究案】探究一：洛伦兹力的方向导学探究如图所示，电子由阴极向阳极运动(向右运动)过程中向下发生了偏转，试问：(1)什么力使电子偏转？该力的方向如何？(2)电子运动轨迹附近的磁场方向如何？电子所受洛伦兹力与磁场方向、电子运动方向存在什么关系？知识深化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．[例1]试判断下列图中的带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向，其中垂直于纸面指向纸里的是()探究二：洛伦兹力的大小导学探究如图所示，匀强磁场的磁感应强度大小为B.设磁场中有一段长度为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且定向移动的速率都是v.(1)导线中的电流是多少？导线在磁场中所受安培力多大？(2)长为L的导线中含有的自由电荷数为多少？每个自由电荷所受洛伦兹力多大？知识深化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 vBsinθ，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 vB，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．[例2]如图6所示，各图中的匀强磁场的磁感应强度均为B，带电粒子的速率均为v，带电荷量均为q.试求出图中带电粒子所受洛伦兹力的大小，并指出洛伦兹力的方向．探究三：带电体在洛伦兹力作用下的运动[例3] (多选)如图7所示，用细线吊一个质量为m的带电绝缘小球，小球处于匀强磁场中，空气阻力不计．小球分别从A点和B点向最低点O运动，当小球两次经过O点时()A．小球的动能相同B．细线所受的拉力相同C．小球所受的洛伦兹力相同D．小球的向心加速度大小相同[例4](2020·云南省武定民族中学高二期末)如图8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′在竖直面内垂直磁场方向放置，细棒与水平面间的夹角为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，重力加速度为g.现让圆环A由静止开始下滑，试问圆环在下滑过程中：(1)圆环A的最大加速度为多大？获得最大加速度时的速度为多大？(2)圆环A能够达到的最大速度为多大？知识深化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．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．【检测案】1．(洛伦兹力的方向)在下列四个选项中，正确标明了带正电粒子所受洛伦兹力F方向的是()2.下列四幅图关于各物理量方向间的关系中，正确的是()3.关于带电粒子所受洛伦兹力f、磁感应强度B和粒子速度v三者方向之间的关系，下列说法正确的是（）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vC．B必定垂直于f、v，但f不一定垂直于vD．v必定垂直于f、B，但f不一定垂直于B4.下列表示运动电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向正确的是()A．B．C．D．5.如图所示，一圆柱形磁铁竖直放置，在它的右侧上方有一带负电小球，现使小球获得一水平速度，小球若能在水平面内做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（）A．带电小球受到的洛仑兹力提供向心力B．俯视观察，小球的运动方向只能是顺时针C．俯视观察，小球的运动方向只能是逆时针D．俯视观察，小球的运动方向可以是顺时针，也可以是逆时针6.如图所示，一电子束沿垂直于电场线与磁感线方向入射后偏向A极板，为了使电子束沿射入方向做直线运动，可采用的方法是（）A．将变阻器滑动头P向右滑动B．将变阻器滑动头P向左滑动C ．将极板间距离适当减小D ．将极板间距离适当增大年级：高二 学科：物理 班级： 学生姓名： 制作人： 不知名 编号：2023－25【巩固练习】1． 假设有一个带负电的粒子垂直于地球赤道射来，如图所示。
高中物理--《磁场对运动电荷的作用力》教案、教学设计
《磁场对运动电荷的作用力》教案、教学设计人教版选修3一、教学目标【知识与技能】1.知道什么是洛伦兹力，会判断方向；2.明白安培力到洛伦兹力大小的推理过程；3.能够简单解释极光与电视显像。
【过程与方法】1.通过对安培力微观本质的猜测，培养联想和猜测能力；2.通过公式推导，培养逻辑推理能力。
【情感态度与价值观】通过激发好奇心和求知欲，学会科学的思维方式，体会到物理知识在实际中的应用，激发追求科学的热情。
二、教学重难点【重点】洛伦兹力方向的判断和大小计算【难点】洛伦兹力计算公式的推导过程三、教学方法探究法、讲授法、讨论法四、教学过程环节一：导入新课观看极光视频，思考极光原理，从而引出新课。
环节二：新课讲授我们猜想：磁场对通电导线的安培力可能是作用在大量运动电荷上的力的宏观表现，用阴极管射线实验验证。
1. 磁场对运动电荷存在作用力简单进行实验介绍，之后演示①在没有外磁场时，电子束沿直线运动，说明电子不受力的作用。
②将磁铁靠近电子射线管，发现电子束发生了偏转。
说明电子受到力的作用。
结论：磁场对运动电荷有力的作用，猜想成立。
磁场对运动电荷有力的作用叫洛伦兹力。
通电导线在磁场中所受的安培力是洛伦兹力的宏观表现。
2.洛伦兹力方向与大小由安培力猜想洛伦兹力的方向可以用左手定则判定。
（强调：四指指向是负电荷运动的反方向）实验验证：进一步观察电子束垂直进入磁场时的偏转，并改变磁场方向。
验证洛伦兹力的方向可以用左手定则判定。
接下来建立如教材图3.5—3的物理模型，通过一系列公式推导伦兹力的大小。
①时间t内的通过截面的粒子数②q与电流I的关系③匀强磁场中垂直导线受到的安培力④每个电荷所受的洛伦兹力公式F洛=qvB的适用条件（V⊥B），当v∥B时，F洛=0；v与B既不垂直，又不平行时，洛伦兹力的大小？（类比安培力得出F洛=qvBsinθ）特点：只改变力的方向，不改变大小，对运动电荷不做功。
3.应用极光:来自外太空的带电粒子在射向地球时，受到地磁场对它的作用，使这些带点粒子螺旋状地运动到了两极，与两极的高层大气发生作用，产生各种各样的光线。
磁场对运动电荷的作用力优秀教案
磁场对运动电荷的作用力优秀教案磁场对运动电荷的作用力优秀教案在教学工作者开展教学活动前，总不可避免地需要编写教案，通过教案准备可以更好地根据具体情况对教学进程做适当的必要的调整。
那么写教案需要注意哪些问题呢？以下是小编为大家收集的磁场对运动电荷的作用力优秀教案，欢迎阅读，希望大家能够喜欢。
一、教材分析洛仑兹力的方向是重点，实验结合理论探究洛仑兹力方向，再由安培力的表达式推导出洛仑兹力的表达式的过程是培养学生逻辑思维能力的好机会，一定要让全体学生都参与这一过程。
二、目标：（一）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的半径、周期公式，并会用它们解答有关问题. 知道质谱仪的工作原理。
4、知道回旋加速器的基本构造、工作原理、及用途。
（二）过程与方法通过综合运用力学知识、电磁学知识解决带电粒子在复合场（电场、磁场）中的问题.培养学生的分析推理能力.（三）情感态度与价值观通过对本节的学习，充分了解科技的巨大威力，体会科技的创新历程。
三、重点难点重点：带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径和周期公式，并能用分析有关问题.难点：1.粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动.四、学情分析本节是安培力的延续，又是后面学习带电体在磁场中运动的基础，还是力学分析中重要的一部分。
学好本节，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。
五、教学方法实验观察法、逻辑推理法、讲解法六、前准备1、学生的准备：认真预习本及学案内容2、教师的准备：多媒体制作，前预习学案，内探究学案，后延伸拓展学案演示实验七、时安排：1时八、教学过程（一）预习检查、总结疑惑（二）情景引入、展示目标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上图中：B=4.0×10-2 T，导线长L=10 cm，I=1 A。
《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.
3.5_磁场对运动电荷的作用力导学案1
第五节磁场对运动电荷的作用力导学案高二物理备课组学习目标：1．知识和技能：①了解什么是洛仑兹力。
②明确通电导线在磁场中的受力是其中运动电荷在磁场中受到洛仑兹力的宏观体现。
③掌握判断洛仑兹力方向的法则。
④能够推导计算洛仑兹力大小的公式（f=qvBsinθ）。
2．过程和方法：①通过观察演示实验认识并验证带电粒子在匀强磁场中的受力情况，借此培养学生观察能力、分析问题的能力。
，然后启发指导学生自己推导公式f=qvB。
②引导学生用分析、猜想、实验（观察）、理论验证的科学方法探求新知识，增强他们的能力。
3.情感态度与价值观:通过本节学习，培养科学研究的方法论思想：即“推理——假设——实验验证”前置学习：1．安培力的大小：F=2．安培力的方向：用定则判断，内容：。
问题探究：问题一：洛伦兹力的方向：（一）实验探究：磁场对运动电荷有力的作用。
【实验目的】：是检验我们的猜测。
因此，必须先提供运动电荷和磁场。
此外，如何显示带电粒子的运动也是需要认真考虑的问题。
【解决方案】：感应圈产生高压，加在机械效应阴极射线管上可观察到叶轮发光并转动。
若高压反向，则叶轮向相反方向转动。
这样的方法得到带负电的粒子流——阴极射线。
用改进的装置，直进阴极射线管进行实验。
介绍仪器结构后，外加高压，出现一条亮线。
加外部磁场并观察现象：亮线发生偏转。
改变磁场的方向，观察磁场力的方向。
【结论】：亮线表示的是带负电粒子流的运动轨迹，在外部磁场的作用下运动方向发生变化，表明其有加速度，进一步判定带负电粒子受到力的作用。
猜测得到验证。
思考：洛仑兹力产生的条件？归纳：1.洛伦兹力的定义：2.产生洛伦兹力的条件：2.洛伦兹力与安培力的关系：。
3. 洛伦兹力的方向：。
问题二：洛伦兹力的大小：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，求（1）通电导线中的电流（2）通电导线所受的安培力（3）这段导线内的自由电荷数（4）每个电荷所受的洛伦兹力［思考］若此电子不垂直射入磁场，电子受到的洛伦兹力又如何呢？例1：如图3所示，某一带电粒子垂直射入一个垂直纸面向外的匀强磁场，并经过P点，试判断带电粒子的电性。
《磁场对运动电荷的作用力》学案1
磁场第四节磁场对运动电荷的作用【课前复习】会做了，学习新课才能有保障1．磁场对电流有_____的作用，电流是由_____的定向移动形成的．磁场对电流的作用力通常称为_____，当导线与磁场垂直时，安培力大小的计算公式F＝_____．2．电流的微观表达式为____________．答案：1．力电荷安培力BIL2．I＝nqSv先看书，再来做一做1．磁场对运动电荷的作用力通常叫_____力．当电荷在垂直于磁场的方向上运动时，磁场对运动电荷的作用力，等于电荷的_____和_____跟_____三者的乘积．若用公式来表示，可写为F＝_____．2．运动电荷在磁场中的受力方向用_____定则来判定．应用时，让_____穿过左手手心，_____指向_____电荷运动的方向，大拇指所指就是运动电荷所受_____的方向．3．当电荷的运动方向跟磁场方向_____时，电荷不受磁场的作用力．【学习目标】1．知道什么是洛伦兹力．知道电荷运动方向与磁感应强度的方向平行时，电荷受到的洛伦兹力最小，等于零；电荷运动方向与磁感应强度方向垂直时，电荷受到的洛伦兹力最大，等于qvB．2．会用公式F＝qvB解答有关问题．3．会用左手定则解答有关带电粒子在磁场中受力方向的问题．【基础知识精讲】课文全解洛伦兹力1．定义：磁场对运动电荷的作用力叫做洛伦兹力．2．产生洛伦兹力的条件：①电荷对磁场有相对运动．磁场对与其相对静止的电荷不会产生洛伦兹力作用．②电荷的运动速度方向与磁场方向不平行．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．而当通电导线电流方向与磁场方向平行时，导体所受安培力为零，因此当电荷运动方向与磁场方向平行时，它所受的洛伦兹力为零．如图15－4－1所示，一电子沿轴线OO′射入通电螺线管，电子在磁场中不受洛伦兹力作用，它沿OO′做匀速直线运动．图15－4－13．洛伦兹力大小:当电荷运动方向与磁场方向平行时，洛伦兹力为零；当电荷运动方向与磁场方向垂直时，洛伦兹力最大，等于qvB；当电荷运动方向与磁场方向既不垂直也不平行时，洛伦兹力是0和qvB之间的某一值．F＝qvB只适用于求v⊥B时粒子受的洛伦兹力．若不垂直时，找运动速度在垂直磁场方向的速度分量v⊥，然后代入F＝qv⊥B计算．4．洛伦兹力的方向：洛伦兹力方向用左手定则判断，左手四指指正电荷的运动方向（负电荷时，指实际运动方向的反方向），大拇指的指向为洛伦兹力的方向．若v不与B垂直，磁场可斜穿入手心．洛伦兹力方向F既垂直于v，也垂直于B，但B与v不一定垂直．5．洛伦兹力不做功．因为洛伦兹力始终与电荷的运动方向垂直，故洛伦兹力不能改变速度的大小，只能改变速度的方向，洛伦兹力对运动电荷不做功．问题全解问题1：洛伦兹力F＝qvB的推导证明：如图15－4－2所示，导体棒长为L，通过的电流强度为I，匀强磁场磁感应强度为B，棒垂直放入磁场时所受的安培力为：图15－4－2F安＝BIL设棒内单位体积内自由电荷个数为n，每个电荷电量为q，电荷定向移动速度为v，导体横截面积为S，则在t时间内通过导体横截面积的电量为：Q＝vtS·n·q棒中电流强度为：I＝Q/t＝nqSv设每个电荷所受洛伦兹力为F，又因为安培力可以看作是作用在每个运动电荷上的洛伦兹力F的合力，故这段导体棒受到的安培力大小F安＝BIL＝nBqSvL＝n·LSF，F＝qvB．上式中各量的单位分别为N、C、m/s、T．这就是说，当电荷在垂直于磁场的方向上运动时，磁场对运动电荷的洛伦兹力F等于电荷量q、速率v、磁感应强度B三者的乘积．注意：用F＝qvB只能计算运动电荷的速度v与磁感应强度B的方向垂直时的洛伦兹力．若v与B的夹角为θ，洛伦兹力的大小可用F＝qvB sinθ计算．当运动电荷的速度方向与磁感应强度的方向相同（θ＝0)或相反（θ＝180°）时，洛伦兹力等于零．问题2：洛伦兹力与电场力的区别问题3：左手定则和安培定则的区分安培定则是用来确定直线电流方向、环形电流方向（螺线管）与其产生的磁感线方向之间关系的法则．左手定则是用来表示磁场方向、电流方向（电荷运动方向）和磁场力（洛伦兹力）方向之间关系的法则．两定则都各自存在因果关系．安培定则的“原因”是指电流，“结果”是指电流产生的磁感线．左手定则的“原因”是指通电导线（运动的带电粒子）处在磁场中，“结果”是指导线受到了安培力（运动电荷受到洛伦兹力）．【学习方法指导】［例1］一电子在磁场中的运动情况如图15－4－3所示．试分析电子所受洛伦兹力的方向．图15－4－3解题方法：判断洛伦兹力方向问题——程序法．判断洛伦兹力的方向，一般的程序如下：（1）判断运动电荷的方向是否与磁场平行．若平行，电荷不受洛伦兹力．（2）若电荷运动方向不与磁感线平行，则要确定运动的电荷是正电荷还是负电荷，以便确定用左手定则时四指的指向与电荷实际运动方向的关系．(3）用左手定则判断洛伦兹力的方向．解析：甲图：电子运动方向v⊥B，由左手定则，四指应指向负电子运动方向的反方向（向下），大拇指的指向垂直纸面向外，故甲图电子受到的洛伦兹力方向垂直纸面指向读者．同理，分析乙图，洛伦兹力在纸面内竖直向下；丙图：洛伦兹力在纸面内指向左上方．点评：丙图的电子运动方向仍与磁场垂直，不要被所给的角度所迷惑．［例2］如图15－4－4所示，OA是一光滑绝缘斜面，倾角θ＝37°．一质量m＝0.02 kg 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．试求：当物体刚离开斜面时，物体运动的速度及其沿斜面下滑的距离（取g＝10 m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，斜面足够长）．图15－4－4解题方法：综合法．解析：物体沿斜面下滑时受力情况如图15－4－5所示，垂直于斜面向上，洛伦兹力F ＝Bqv，F随着v增大而增大，而F＝mg cosθ时，带电体对斜面压力为零，物体即与斜面脱离接触，此时有Bvq＝mg cosθ图15－4－5v＝＝m/s＝8.0 m/s由于洛伦兹力不做功，当物体刚脱离斜面时，其动能来源于重力所做的功，设此时重物下滑的距离为s，则由动能定理有：mg sinθ·s＝mv2s＝＝m≈5.3 m点评：从解题过程可以看出，受力分析，明确物理情景在此类问题中至关重要．另外，也应注意洛伦兹力对运动电荷不做功．【知识拓展】发散洛伦兹力大小与电荷的运动状态有关．（1）洛伦兹力作用对象是运动电荷，而且洛伦兹力大小与速度大小有关．但电场对静止电荷、运动电荷均能产生电场力，而且与电荷运动速度大小无关．（2）公式F＝qvB只能在电荷运动方向与磁场方向垂直时才能适用，并不是电荷在磁场中以任意方向的速度v运动时，它所受的洛伦兹力均为F＝qvB．（3）由于当电荷运动方向与磁场平行时，它所受洛伦兹力为零，因此运动电荷在某处不受洛伦兹力时，不能认为该处磁感应强度一定为零．【同步达纲训练】1．如图15－4－6表示磁场B，正电荷运动方向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（其中B、F、v两两垂直）图15－4－62．有一质量为m，电量为q的带正电的小球停在绝缘平面上，并且处在磁感应强度为B，方向垂直指向纸里的匀强磁场中，如图15－4－7所示，为了使小球对水平绝缘面恰好无压力，应该图15－4－7A．使B的数值增大B．使磁场以速度v＝向上移动C．使磁场以速度v＝向右移动D．使磁场以速度v＝向左移动3．如图15－4－8所示，标出带电粒子所受的洛伦兹力的方向．图15－4－84．如图15－4－9所示，画出通电导线上方带电粒子偏转方向及下方带电粒子的电性．图15－4－95．如图15－4－10所示，一根长绝缘细杆与水平方向夹角为θ，质量为m的带＋q 的小球套在绝缘杆上，球与杆间的动摩擦因数为μ．整个装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，求小球下滑的最大速度．图15－4－10参考答案1．D提示：利用左手定则判断．F一定垂直于B跟v所夹的平面．2．D提示：要使小球对绝缘面无压力，必须有向上方向的力与重力平衡．A项错的原因是磁场对静止电荷无洛伦兹力；B项错的原因是洛伦兹力水平向右，不能与重力平衡；C项错的原因是洛伦兹力竖直向下，不但不能减小压力，反而使压力更大了．3．A图：水平向右；B图：水平向右；C图：垂直纸面向外；D图：无洛伦兹力．提示：利用左手定则判断．注意：判断负粒子受的洛伦兹力时，四指要指向负粒子运动方向的反方向．4．导线上方从左向右依次是：竖直向下，水平向左，与v垂直指向右下方，与v垂直指向右上方．导线下方从左向右依次是：正电荷，负电荷，正电荷，负电荷．提示：先由直线电流的安培定则，判出导线上下方的磁场方向，再由左手定则判断相应问题．5．mg(sinθ＋μcosθ)/μBq提示：小球在下滑过程中，受到重力G、支持力、洛伦兹力F＝Bqv和摩擦力，如图所示．后面三个力是互相制约的，是变力，是被动力．经过分析不难知道，小球先做加速度逐渐增加的加速运动．当加速度达到最大值后，小球又做加速度逐渐减小的加速运动，最后加速度为零，速度达到最大值．有：mg sinθ＝μF N＝μ(Bqv m－mg cosθ)v m＝mg(sinθ＋μcosθ)/μBq。
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。
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。
1.2磁场对运动电荷的作用力(导学案)(教师版)
第2节磁场对运动电荷的作用力导学案【学习目标】1.通过实验，认识洛伦兹力。
能判断洛伦兹力的方向，会计算洛伦兹力的大小。
了解洛伦兹力在生产生活中的应用。
2.经历由安培力公式推导出洛伦兹力公式的过程，体会模型建构与演绎推理的方法。
经历一般情况下洛伦兹力表达式的得出过程，进一步体会矢量分析的方法。
3.了解显像管的基本构造及工作的基本原理，认识电子束的磁偏转，体会物理知识与科学技术的关系。
【学习重难点】1、教学重点：安培力的方向和大小2、教学难点：安培力、电流和磁感应强度三者的空间关系【知识回顾】一、安培力的方向1．安培力：通电导线在磁场中受的力。
2．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，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。
3．安培力方向与磁场方向、电流方向的关系：F⊥B，F⊥I，即F垂直于B和I所决定的平面。
二、安培力的大小1．垂直于磁场B的方向放置的长为l的一段导线，当通过的电流为I时，它所受的安培力F＝IlB。
2．当磁感应强度B的方向与通电导线的方向平行时，导线所受安培力为0。
3．当磁感应强度B的方向与导线成θ角时，导线所受安培力F＝IlB sin_θ。
【自主预习】一、洛伦兹力的方向1．洛伦兹力的定义运动电荷在磁场中受到的力称为洛伦兹力。
2．洛伦兹力的方向(1)判断方法：左手定则。
(2)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，如图所示。
负电荷受力的方向与正电荷受力的方向相反。
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方向垂直，则F＝q v B。
2．当电荷沿磁场方向运动(即v与B的夹角θ＝0或v∥B)时，F＝0。
3．当电荷运动的方向与磁场的方向夹角为θ时，F＝q v B sin_θ。
3.5磁场对运动电荷的作用力导学案
◇课前预习◇第5节磁场对运动电荷的作用力一、相关知识点的回顾1．磁场对电流有作用力，这个力叫安培力，安培力的大小与哪些因素有关？写出安培力的表达式。
2．安培力的方向怎样判断？左手定则的内容？安培力的方向与电流、磁场的方向有什么关系？3．在第二章我们曾经学过电流，电流的大小是怎样定义的？电流的流向与电荷的运动方向有怎样的关系二、预习能掌握的内容1．阴极射线是一束高速运动的（“质子”、“电子”）流。
课文中实验发现阴极射线在磁场中发生偏转说明。
我们把这个力叫。
2．通电导线受到的安培力，实际上是洛仑兹力的。
3．与安培力方向判断类似，洛仑兹力的方向判断也用。
4．在宏观图中画出安培力的方向，在微观图中画出洛仑兹力的方向。
（思考：如果是电子定向移动，在微观图上怎样画电荷的速度、洛仑兹力方向）。
体会左手定则判断洛仑兹力方法。
宏观微观三、预学中的疑难问题◇课堂互动◇第5节磁场对运动电荷的作用力一、学习目标1.知道磁场对电流作用（安培力）实质是磁场对运动电荷作用（洛仑兹力）的宏观表现。
2.能根据安培力的表达式F=BIL推导洛仑兹力的表达式f=qvB，培养学生的推理能力和知识迁移能力。
并能够应用公式进行简单计算。
3.理解洛仑兹力的方向由左手定则判定，并会用左手定则熟练地判定。
二、学习过程1.知识点一洛仑兹力的定义⑴磁场对运动电荷的作用力叫洛仑兹力。
⑵安培力是大量电荷所受洛仑兹力的宏观体现。
【探究活动】观察实验演示阴极射线在磁场中的偏转现象。
ⅰ）不加磁场ⅱ）射线与磁场垂直【教师释疑】磁场对电流有安培力，而电流是电荷定向移动形成的，故磁场对运动电荷有作用力。
大量电荷洛仑兹力集中表现成宏观的安培力。
2.知识点二洛仑兹力的大小【探究讨论】如何定量描述洛仑兹力的大小？可以建立如下的电流物理模型，推导出洛伦兹力的计算式：宏观微观设有一段长度为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B 的匀强磁场中1.这段导线中电流I的微观表达式是多少？I=2.这段导体所受的安培力为多大？F=3.这段导体中含有多少自由电荷数？N=4.每个自由电荷所受的洛伦兹力大小为多大？从微观角度看，导体中运动的电荷受洛仑兹力作用，所有运动电荷受洛仑兹力的总体效应表现为导线受的安培力，设每个运动电荷的洛仑兹力为f，由此必然有：f=NF（引导学生分析f=qvB的适用条件）教师提问：①f=qvB的适用条件如何？②当电荷速度V的方向与磁感应强度B的方向平行时，洛伦兹力f又怎样？③运动电荷在磁场中一定受洛仑兹力的作用吗？为什么？（实验观察阴极射线v∥B 现象）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f max=qvB。
磁场对运动电荷的作用力导学案
3.5磁场对运动电荷的作用力----导读单【学习目标】1.通过实验，观察阴极射线在磁场中的偏转，认识洛伦兹力.2.会用左手定则判断洛伦兹力的方向.3.经历由安培力公式推导出洛伦兹力公式的过程，由此体会两力的关系，会计算洛伦兹力的大小。
4.了解电子束磁偏转的原理以及在电视显像管中的应用．【课前预学】一、洛伦兹力的方向和大小1．洛伦兹力：在磁场中受到的力．在磁场中受到的安培力，实际是洛伦兹力的表现．2．洛伦兹力的方向判定：伸开左手，使拇指与其余四个手指，并且都与手掌在同一个；让磁感线从掌心进入，并使四指指向电荷运动的方向，这时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．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F＝ .在一般情况下，当电荷运动的方向与磁场的方向夹角为θ时，电荷所受的洛伦兹力为F＝。
二、电视显像管的工作原理电视显像管应用了电子束的道理．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，因此电子束打在荧光屏上的光点不断移动，这在电视技术中叫做 .【课堂学习活动】活动一、掌握洛伦兹力的方向[问题设计]如图所示，我们用阴极射线管研究磁场对运动电荷的作用，不同方向的磁场对电子束径迹有不同影响．那么电荷偏转方向与磁场方向、电子运动方向的关系满足怎样的规律？[要点提炼]1．洛伦兹力的方向可以根据来判断，四指所指的方向为的运动方向(或为负电荷运动的 )，拇指所指的方向就是运动的正电荷(负电荷)在磁场中所受的方向．负电荷受力的方向与同方向运动的正电荷受力的方向．2．洛伦兹力的方向与电荷运动方向和磁场方向都，即洛伦兹力的方向总是垂直于所决定的平面(但v和B的方向垂直)．3．由于洛伦兹力方向始终与电荷运动方向垂直，因此洛伦兹力对电荷 (填“做功”或“不做功”)，洛伦兹力只改变电荷速度的而不改变其速度的．。
3.5磁场对运动电荷的作用力导学案
3．5 磁场对运动电荷的作用课前预习学案一、预习目标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。
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、了解电视机显像管的工作原理。
二、预习内容1．运动电荷在磁场中受到的作用力，叫做。
2．洛伦兹力的方向的判断──左手定则：让磁感线手心，四指指向的方向，或负电荷运动的，拇指所指电荷所受的方向。
3．洛伦兹力的大小:洛伦兹力公式。
4．洛伦兹力对运动电荷，不会电荷运动的速率。
5．显像管中使电子束偏转的磁场是由两对线圈产生的,叫做偏转线圈。
为了与显像管的管颈贴在一起,偏转线圈做成。
三、提出疑惑课内探究学案学习目标1、掌握洛伦兹力大小的推理过程。
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、掌握垂直进入磁场方向的带电粒子，受到洛伦兹力大小的计算。
学习过程一、讨论洛伦兹力的大小1.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，求（1）通电导线中的电流（2）通电导线所受的安培力（3）这段导线内的自由电荷数（4）每个电荷所受的洛伦兹力二、洛伦兹力的方向通电导线在磁场中受到的安培力是洛伦兹力的宏观表现，由此我们推断洛伦兹力的方向可以依照左手定则：伸开左手,使大拇指和其余四指垂直且处于同一平面内,把手放入磁场中,让磁感线垂直穿过手心,若四指指向正电荷运动的方向,那么拇指所指的方向就使正电荷所受洛伦兹力的方向三、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垂直,那么粒子所受的洛伦兹力为？若带电粒子不垂直射入磁场,电子受到的洛伦兹力又如何呢?四、洛伦兹力的特征1，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,不改变速度的大小洛伦兹力对电荷不做功2，带电粒子在磁场中运动时受洛伦兹力.而带电粒子在电场中受电场力.那么洛伦兹力与电场力有何区别？（1）电荷在电场中一定受到电场力的作用，与其运动状态无关；而电荷在磁场中不一定受到磁场力作用，只有相对于磁场运动且运动方向与磁场方向不平行的电荷才受磁场力作用。
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第五节磁场对运动电荷的作用力学习目标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。
5、了解电视机显像管的工作原理。
学习重点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。
学习难点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。
自主学习1．运动电荷在磁场中受到的作用力，叫做。
2．洛伦兹力的方向的判断──左手定则：让磁感线手心，四指指向的方向，或负电荷运动的，拇指所指电荷所受的方向。
3．洛伦兹力的大小:洛伦兹力公式。
4．洛伦兹力对运动电荷，不会电荷运动的速率。
5．显像管中使电子束偏转的磁场是由两对线圈产生的,叫做偏转线圈。
为了与显像管的管颈贴在一起,偏转线圈做成。
同步导学例1．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.解答：甲中正电荷所受的洛伦兹力方向向上；乙中正电荷所受的洛伦兹力方向向下；丙中正电荷所受的洛伦兹力方向垂直于纸面指向读者；丁中正电荷所受的洛伦兹力的方向垂直于纸面指向纸里。
例2：来自宇宙的电子流，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解答：。
地球表面地磁场方向由南向北，电子是带负电，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 项正确例3：如图3所示，一个带正电q 的小带电体处于垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B ，若小带电体的质量为m ，为了使它对水平绝缘面正好无压力，应该（ ）A ．使B 的数值增大B ．使磁场以速率 v ＝mgqB ，向上移动C ．使磁场以速率v ＝mgqB ，向右移动D ．使磁场以速率v ＝mgqB，向左移动解答：为使小球对平面无压力，则应使它受到的洛伦兹力刚好平衡重力，磁场不动而只增大B ，静止电荷在磁场里不受洛伦兹力， A 不可能；磁场向上移动相当于电荷向下运动，受洛伦兹力向右，不可能平衡重力；磁场以V 向右移动，等同于电荷以速率v 向左运动，此时洛伦兹力向下，也不可能平衡重力。
故B 、C 也不对；磁场以V 向左移动，等同于电荷以速率v 向右运动，此时洛伦兹力向上。
当 qvB ＝mg 时，带电体对绝缘水平面无压力，则v ＝mgqB，选项 D 正确。
例4： 单摆摆长L ，摆球质量为m ，带有电荷＋q ，在垂直于纸面向里的磁感应强度为B 的匀强磁场中摆动，当其向左、向右通过最低点时，线上拉力大小是否相等？解答：摆球所带电荷等效于一个点电荷，它在磁场中摆动时受到重力mg ，线的拉力F 与洛伦兹力F ′，由于只有重力做功，故机械能守恒，所以摆球向左、向右通过最低点时的图3速度大小是相等的，设为V ，向左通过最低点时洛伦兹力F ′竖直向下，根据牛顿第二定律，如图4有故有当向右通过最低点时，洛伦兹力的竖直向上，而大小仍为qvB ，同理可得显然F 1＞F 2例５：如图所示，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,由安装管颈的偏转线圈产生偏转磁场。
⑴.如果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?⑵.如果要使电子束打在B 点,磁场应该沿什么方向解答：由左手定则，⑴中偏转磁场应该竖直向上 ⑵中偏转磁场应该竖直向下。
当堂达标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. 一束带电粒子沿水平方向飞过静止的小磁针的正上方，小磁针也是水平放置，这时小磁针的南极向西偏转，则这束带电粒子可能是 （ ）A ．由北向南飞行的正离子束B ．由南向北飞行的正离子束图4C ．由北向南飞行的负离子束D ．由南向北飞行的负离子束3.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 ．电子的动量始终不变4.如图所示，带电粒子所受洛伦兹力方向垂直纸面向外的是 （ ）5.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6.如图所示，一带负电的滑块从粗糙斜面的顶端滑至底端时的速率为v,若加一个垂直纸面向外的匀强磁场，并保证滑块能滑至底端，则它滑至底端时的速率 （ ）A ．变大B ．变小C ．不变D ．条件不足，无法判断7. 有一匀强磁场，磁感应强度大小为1.2T ，方向由南指向北，如有一质子沿竖直向下的方向进入磁场，磁场作用在质子上的力为9.6×10-14N ，则质子射入时速为 ,质子在磁场中向 方向偏转。
第4题第5题第6题8.质量为0.1g 的小物块带有5×10-4C 的电荷,放在倾角为300且足够长的光滑绝缘的斜面上,整个装置放在磁感应强度为0.5T 的匀强磁场中,如图所示.物块由静止下滑,滑到某个位置时离开斜面,求: ⑴物块带何种电荷?⑵物块刚离开斜面时的速度多大?⑶ 物块从静止到刚离开斜面的过程中做什么运动,斜面至少多长?9. 一种测量血管中血流速度的仪器原理图,如图所示,在动脉血管两侧分别安装电极并加磁场,设血管直径为2mm,磁场的磁感应强度为0.080T,电压表测出电压为0.01V,则血流速度大小为多少?第8题第9题拓展提高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垂直2．如果运动电荷在磁场中运动时除磁场力作用外不受其他任何力作用，则它在磁场中的运动可能是 （ ）A ．匀速圆周运动B ．匀变速直线运动C ．变加速曲线运动D ．匀变速曲线运动 3．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 4．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5．如图，是电视机的像管的结构示意图,荧光屏平面位于坐标平面xoy ，y 轴是显像管的纵轴线,位于显像管尾部的灯丝被电流加热后会有电子逸出,这些电子在加速电压的作用下以很高的速度沿y 轴向十y 方向射出.构成了显像管的“电子枪”。
如果没有其他力作用,从电子枪发射出的高速电子将做匀速直线运动打到坐标原O 使荧光屏的正中间出现一个亮点。
当在显像管的管颈处的较小区域(图中B 部分)加沿z 方向的磁场 (偏转磁场),亮点将偏离原点0而打在x 轴上的某一点,偏离的方向和距离大小依赖于磁场的磁感应强度B 。
为使荧光屏上出现沿x 轴的一条贯穿全屏的水平亮线(电子束的水平扫描运动)，偏转磁场的磁感应强度随时间变化的规律是图中 ()第3题第5题6．如图所示，带电小球在匀强磁场中沿光滑绝缘的圆弧形轨道的内侧来回往复运动，它向左或向右运动通过最低点时 （ ）Ａ．速度相同 B ．加速度相同C ．所受洛伦兹力相同D ．轨道给它的弹力相同7．两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，电荷量之比为1：2，则两带电粒子受洛伦兹力之比为 （ ）A ．2：1B ．1：1C ．1：2D ．1：48.如图所示，倾角为θ的光滑绝缘斜面,处在方向垂直斜面向上的匀强磁场和方向未知的匀强电场中,有一质量为m 、带电荷量为一q 的小球，恰可在斜面上做匀速圆周运动、其角速度为ω，那么，匀强磁场的磁感应强度的大小为 ，未知电场的最小场强的大小为 ，方向沿 。
9．质量为m ,带电荷量为q 的粒子,在磁感应强度为B 的匀强磁场中做匀速圆周运动,其圆周半径为r,则粒子受到的洛伦兹力为 ,表示这个带电粒子运动而形成的环形电流的电流大小为 。
10．如图所示，一个质量为m 带正电的带电体电荷量为q ，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B 垂直，则能沿绝缘面滑动的水平速度方向________，大小v 应不小于________，若从速度v 0开始运动，则它沿绝缘面运动的过程中，克服摩擦力做功为________。
第5题第6题第11题第10题第10题第8题11．如图所示，带电液滴从h 高处自由落下，进入一个匀强电场与匀强磁场互相垂直的区域，磁场方向垂直纸面，电场强度为E ，磁感应强度为B ，已知液滴在此区域中做匀速圆周运动，则圆周的半径R=________。
12．如图所示，在xOy 平面内，电荷量为q 、质量为m 的电子从原点O 垂直射入磁感应强度为B 的匀强磁场中，电子的速度为v 0，方向与x 轴正方向成30°角，则电子第一次到达x 轴所用的时间是多少?这时电子在x 轴的位置距原点的距离是多少?13．如图所示，质量m=0.1g 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°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=0.5T 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。
第12题第13题学后反思：你对学案的意见：课后作业：思考“问题与练习” 2、3、4第五节 磁场对运动电荷的作用力答案自主学习1． 洛伦兹力．2． 垂直穿入 正电荷运动 反方向 洛伦兹力 3． F ＝qvBsin θ 4． 不做功 改变 5． 马鞍形同步检测1、B ；2、AD ；3、Ａ、C ；4、C ；5、C ；6、B ；7、５×１０５m/s,方向向东偏转； 8、⑴负电, ⑵3.3m/s, ⑶匀加速,1.1m ； 9、625m/s拓展提高1、ＢＤ2、ＡＣ3、Ａ4、ＢＤ5、Ａ6、B7、C8、 qm g qm θϖsin 沿斜面向下9、B 2q 2r/m. Bq 2/(2πm) 10、水平向右，220mg 1mg ,m v qB 2qB ⎡⎤⎛⎫-⎢⎥ ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦11、E2h R=Bg12、T m t= =63qB ， 0mv x=R=qB .13、6m ／s 2. 9.2m ／s。