沪教版高中物理选修1-1 2.4电子束偏转的奥秘_学案1

电子束偏转的奥秘

【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；
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；
【学习重点】
会用左手定则会判断洛伦兹力的方向
【学习难点】
会利用F=BIL和I=nqvs推导f=qvB
【学习过程】
1．（1）①如果通电导体内单位体积内含有的自由电荷数为n，电荷的移动速度为v，导体的横截面积为S，每个电荷的电量为q，则产生的电流大小为I= ②内含总电荷个数N= ③长为L的此通电导体垂直磁场方向放入磁感应强度为B的匀强磁场中受到的安培力F=
（2）上面问题中每个电荷受磁场作用力大小F1=
2．运动电荷在磁场中受到的作用力，叫做 。
3．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。
4．洛伦兹力的大小：洛伦兹力公式 。
5．洛伦兹力对运动电荷 做功，不会 电荷运动的速率。
【合作探究】
探究一：探究洛伦兹力的方向。
阅读书的演示实验，思考下列问题：
（1）说明电子射线管的原理：

（2）实验现象：

（3）分析得出结论：
探究二：洛伦兹力大小的公式
（1）通电导体的长度L，每个电荷的带电量q，横截面积S，单位体积的电荷数n，定向移动的速率v请推导出洛伦兹力的公式：
（2）当运动电荷的速度v方向与磁感应强度B的方向不垂直时，设夹角为θ，则电荷所受的洛伦兹力大小为？
（3） 讨论一下带电粒子在磁场中运动时，洛伦兹力对带电粒子是否做功？

探究三：一个带电粒子，在磁感应强度为B的匀强磁场中以速度v垂直磁场方向开始运动，这个粒子在洛伦兹力作用下将做什么运动？
1．运动轨迹

2．轨道半径和周期



【达标检测】
1．一个长螺线管中通有恒定直流电，把一个带电粒子（不计粒子重力）沿着管轴线射入管中，粒子在管中做什么运动？

2．如图所示，一阴极射线管，左侧不断有电子射出，若在管的正下方放一通电直导线AB时，发现射线的径迹向弯曲，则（ ）
A．导线中的电流从A到B
B．导线中的电流从B到A
C．若要使电子束的径迹向上弯曲，可以改变AB中的电流方向来实现
D．电子束的径迹与AB 中的电流方向无关
3．电子射入只存在磁场的空间区域后 （ ）
A．动能不可能变化
B．速度一定变化
C．能作匀速直线运动
D．一定作匀变速直线运动
4．如图所示，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＝，向上移动
C．使磁场以速率v＝，向右移动
D．使磁场以速率v＝，向左移动
5．有关洛伦兹力和安培力的描述，正确的是( )
A．通电直导线在匀强磁场中一定受到安培力的作用
B．安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现
C．带电粒子在匀强磁场中运动受到的洛伦兹力做正功
D．通电直导线在磁场中受到的安培力方向与磁场方向平行
6．如图示的四幅图中，能正确表示带电粒子在磁场中偏转情况的是（ ）




A B C D
7．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，且速度反向且大小不变，则洛伦兹力的大小、方向均不变
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，则该磁场的磁感强度越小
8．以下关于洛伦兹力的各种说法中正确的是（ ）
A．电荷在磁场中一定受到洛伦兹力
B．运动的电荷在磁场中一定受到洛伦兹力
C．洛伦兹力对电荷永远不做功
D．洛伦兹力的方向总是垂直于磁场方向和电荷速度方向所构成的平面
9．在阴极射线管上方平行放置一根通有强电流的长直导线，其电流方向从右向左，如图，阴极射线将（ ）
A．向纸内偏转
B．向纸外偏转
C．向上偏转
D．向下偏转
10.一个长螺线管中通有电流，把一个带电粒子沿中轴线方向射入（若不计重力影响），粒子将在管中（ ）
A．做圆周运动
B．沿轴线来回运动
C．做匀加速直线运动
D．做匀速直线运动
11．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（ ）










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