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1、第五节 运动电荷在磁场中受到的力【学习目标】1知道什么是洛伦兹力。2洛伦兹力的大小、方向。3会用公式F = qvB解答有关问题，理解速度选择器、磁流体发电机的原理。【新知预习】一.洛伦兹力定义：磁场对 的作用力称为洛伦兹力洛伦兹力与安培力的关系运动电荷所洛伦兹力的矢量和在宏观上表现为 试用安培力的表达式推导安培力大小的计算式：已知通电导线长为L，导线横截面积为S，单位体积内的自由电荷数为n，每个电荷的电荷量为q，自由电荷定向移动速率为v。 a、导线中的电流等于多大？ b、导线垂直于磁场方向放入磁感应强度为B的匀强磁场中，通以电流I，则导线受到的安培力多大？ c、该段导线中含有的运动电荷数为多少
2、？ d、每个电荷受到的洛伦兹力是多大? 二.洛伦兹力的大小当带电粒子速度v与磁场B方向 时，粒子不受洛伦兹力当带电粒子速度v与磁场B方向 时，粒子所受洛伦兹力最大为 当带电粒子速度v与磁场B方向夹角为时(如图所示)，则粒子所受洛伦兹力为 特别注意：磁场对静止的电荷没有力的作用.三.洛伦兹力的方向左手定则：伸开左手，使 与其余四个手指 且处于 内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入 ，四指指向 运动的方向，拇指所指的方向就是 所受洛伦兹力方向.特别注意：运用左手定则时，四个手指的方向与正电荷定向移动的方向 ，与负电荷定向移动的方向 。四.电视显像管的工作原理主要构造： 、 、 等原理： 【导析探究
3、】导析一：洛伦兹力方向判断例1.对于电视显像管：若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? 若要使电子束打在点，磁场应该沿什么方向? 若要使电子束打在荧光屏上的位置由B逐渐向A点移动，偏转磁场应该怎样变化?如果电视机荧光屏上没有图像，只有一条水平亮线，故障可能出现在哪里？例2.判断下列带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力或磁场的方向:导析二：应用实例（速度选择器、磁流体发电机）例3.(速度选择器)电场E和磁感应强度B相互垂直，具有不同水平速度的带电粒子射入后发生偏转的情况不同。（不计重力）能沿虚线运动的粒子，有何特征？若沿虚线向上偏离或向下偏离的粒子，又有何特征
4、？例5.（磁流体发电机）磁流体发电是一项新兴技术，右图是它的示意图。平行金属板A、B之间有一个很强的磁场，将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）喷入磁场，A、B两板间便产生电压。如果把A、B和用电器连接，A、B就是一个直流电源的两个电极。图中A、B板哪一个是电源的正极？若A、B两板相距为d，板间的磁场按匀强磁场处理，磁感应强度为B，等离子体以速度v沿垂直于B的方向射入磁场，这个发电机的电动势是多大？导析三：洛仑兹力的特点洛伦兹力的方向既垂直于 ，又垂直于 ，即垂直于v和B所组成的平面洛伦兹力只改变速度的 ，不改变速度的 洛伦兹力对运动电荷 功（填“做”或“不做”）例6.如
5、图所示的虚线区域内，充满垂直于纸面向里的匀强磁场和竖直向下的匀强电场一带电粒子a(不计重力)以一定的初速度由左边界的O点射入磁场、电场区域，恰好沿直线由区域右边界的O点(图中未标出)穿出若撤去该区域内的磁场而保留电场不变，另一个同样的粒子b(不计重力)仍以相同初速度由O点射入，从区域右边界穿出，则粒子b()A穿出位置一定在O点下方 B穿出位置一定在O点上方C运动时，在电场中的电势能一定减小 D在电场中运动时，动能一定减小例7.如图甲所示为一个质量为m、带电荷量为q的圆环，可在水平放置的足够长的粗糙细杆上滑动，细杆处于磁感应强度为B的匀强磁场中现给圆环向右的初速度v0，在以后的运动过程中，圆环运
6、动的速度时间图象可能是图乙中的( )【当堂检测】1自宇宙的质子流，以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点，则这些质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相对于预定地点，稍向东偏转C相对于预定地点，稍向西偏转 D相对于预定地点，稍向北偏转2如图所示是电子射线管示意图接通电源后，电子射线由阴极沿x轴方向射出，在荧光屏上会看到一条亮线要使荧光屏上的亮线向下(z轴负方向)偏转，则下列措施中可采用的是( )A加一磁场，磁场方向沿z轴负方向B加一磁场，磁场方向沿y轴正方向C加一电场，电场方向沿z轴负方向D加一电场，电场方向沿y轴正方向Iab3如图，铜质导电板置于匀强磁场中，通电
7、时铜板中电流方向向上.由于磁场的作用，则（ ）A.板左侧聚集较多电子，使b点电势高于a点电势B.板左侧聚集较多电子，使a点电势高于b点电势C.板右侧聚集较多电子，使a点电势高于b点电势D.板右侧聚集较多电子，使b点电势高于a点电势4如图所示，连接两平行金属板的导线的一部分CD与另一回路的一段导线GH平行且均在纸面内，金属板置于磁场中，磁场方向垂直于纸面向里，当一束等离子体射入两金属板之间时，CD段导线受到力F的作用则()A若等离子体从右方射入，F向左B若等离子体从右方射入，F向右C若等离子体从左方射入，F向左D若等离子体从左方射入，F向右5如图所示，带电量为q、质量为m的小球从倾角为的光滑斜面上由静止下滑，匀强磁场的方向垂直纸面向外，磁感应强度为B.则小球在斜面上滑行的最大速度为多少?小球在斜面上滑行的最大距离为多少? (斜面足够长)3
