2.3洛伦兹力和显像管 学案 (3)

2.3洛伦兹力和显像管
学案
课标转述
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。了解电子束的磁偏转原理以及在科学技术中的应用。
学习目标
1、说明为什么安培力是洛伦磁力的宏观表现
2、会用公式F=qvB计算洛伦磁力的大小，会用左手定则判断洛伦磁力的方向
3、解释为什么洛伦磁力对电荷不做功
4、了解电视机显像管的工作原理。
学习重点：磁场的物质性和基本特性。
学习难点：磁场的物质性和基本性质
学习过程
探究点一：洛伦兹力的方向
1．什么是洛伦兹力？
2．洛伦兹力的方向的判断
实验：观察阴极射线在磁场中的偏转
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。
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.
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
探究点二：洛伦磁力的大小
1.洛伦磁力大小的公式如何推导？（仔细研读课本P96页并把推导过程试写到下方）
设有一段通电导线，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。
这段导线中电流I的微观表达式为I＝
这段导体所受的安培力为F安＝
这段导体中含有的自由电荷数为N=
每个自由电荷所受的洛伦兹力大小为F＝
2．洛伦兹力的大小计算公式：　
当电荷运动方向与磁感应强度垂直时(v⊥B)，F＝
当电荷运动方向与磁感应强度方向成θ角时，F＝
思考与讨论：
洛伦兹力对带电粒子的速度有什么影响？对带电粒子做功多少？
探究点三：电视机显像管的工作原理：
构造
原理
扫描
问题1：要使电子打在A点，偏转磁场应该沿什么方向？
问题2：要使电子打在B点，偏转磁场应该沿什么方向？
问题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？
学后检测
1.如图所示，带电粒子所受洛伦兹力方向垂直纸面向外的是（
）
2．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
3．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
4.电子以速度v0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
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、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
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
N
。
7．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
第1题
第6题