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运动电荷在磁场中受到的力——说课稿

运动电荷在磁场中受到的力——说课稿
运动电荷在磁场中受到的力——说课稿

《运动电荷在磁场中受到的力》说课稿

一.说教材分析

1.物理学体系中本章是经典电磁学理论的基本内容,而本节课是安培力的延续,又是后面学习带电体在磁场中运动的基础,反应磁场和运动电荷的相互作用,是学生后面了解现代科技回旋加速器,质谱仪,磁流体发电机等的基础,还是力、电、磁综合问题分析中重要的一部分。从新课程改革以来,几乎每年高考都有涉及洛仑兹力的计算大题,由此,足以说明其重要性。

2.教材结构:分三部分首先通过观察演示实验,讨论洛伦兹力的方向,这一部分是学生的一个实验探究活动。然后将安培力看作是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现,通过安培力公式导出洛伦兹力的公式,这一部分是学生的一个理论探究活动。最后,研究带电粒子在磁场中的运动,这一部分是学生的一个理论分析和实验验证的探究活动。

教材的这种安排,符合了新课程标准,起到了承上启下的作用,使物理学习能连续进行;符合学生的发展的要求;体现了教材重视课堂教学中的师生互动,学生自觉参与活动和学生合作探究的新课程教学理念。

二.说学情分析

1.知识与能力基础

学生已具备力学、电磁学相关知识,学习完磁场对通电导线作用即安培力。并且也熟悉一直以来物理学的“提出问题—猜想假设—实验验证”的科学探究方法。而且高二的学生已经有了一定的观察、分析、推理能力及空间想象能力,是学习洛仑兹力的能力基础

2.思维障碍

对微观粒子具体运动形态模糊不清,容易导致洛伦兹力大小学习过程产生困难。

三.说教学目标:

知识与技能:

1.通过实验,认识洛伦兹力,理解洛伦兹力跟安培力之间的关系。会判断洛伦兹力的方向。

2.了解洛仑兹力公式的推导,会计算洛伦兹力的大小。

3.会运用洛伦兹力对运动电荷不做功分析带电粒子垂直进入磁场中做匀速圆周运动,并能推导其半径和周期。

过程与方法:

1. 复习安培力,从微观的角度分析猜想磁场对运动的电荷有洛仑兹力的作用。分析讨论形成洛伦兹力的概念。

2利用多媒体课件对比安培力和洛伦兹力,建立电流的微观模型,导出洛伦兹力公式,认识科学探究方法的多样性。

情感态度与价值观:

1.由实验观察得知洛伦兹力的存在及洛伦兹力方向判定,培养实事求是的科学态度。

2.由建立模型推导得出洛伦兹力大小的公式,养成严密推理的科学作风。

重点、难点分析:

1.重点:⑴、安培力是洛伦兹力的宏观表现;

⑵、根据F洛、V、B三者的方向关系,会判断洛伦兹力方向;

⑶、会计算洛伦兹力大小。

2.难点:⑴、洛伦兹力公式的推导;

⑵、微观带电粒子垂直射入磁场中做匀速圆周运动及其规律。

四.说教法、学法

在教学中以实验探究方法为主,辅之讲授法、演示法、讨论法等多种教学方法,教学中注重启发学生的思维,培养学生间协作精神,加强师生间的双向活动。

五.说教学过程

洛仑兹力

1、新课引入(提出问题--猜想假设--实验观察)

实验探究一:提出问题—猜想假设—实验验证

①当一段直导线垂直放置在磁场中时不受安培力的作用,当直导线垂直与磁场方向并且通上电流以后有最大安培力的作用,电流在磁场中受到安培力作用。

②电流是怎样形成?

③磁场对这些运动着的电荷是否也有作用力?

学生猜想:磁场对运动电荷有(无)作用力

说明:运动电荷受到磁场的作用力-------洛伦兹力。

探究二:洛仑兹力方向(提出问题--猜想假设--实验验证—总结练习)

提出问题:我们回顾一下电流形成和电流方向的规定;安培力方向的判定方法:左手定则。根据上面实验的一束电子流在磁场中的偏转情况,洛伦兹力又是安培力的微观表示,你能否分析得到一个判断洛仑兹力方向的方法呢?

猜想假设:磁场对电流的作用力实质上就是磁场对运动电荷作用力。也就是说洛伦兹力可能与电荷的运动方向、磁场方向有关。安培力的方向用左手定则来判断,洛伦兹力是否也可以采用同样方法。

实验验证:观察阴极射线的电子流在磁场中的运动,先判断电流的方向,用左手定则判断安培力的方向,推断得到电子的受力方向。由学生交流自己的判断方法。

总结练习:今天同学们共同研究得出洛仑兹力方向使用左手可以判定,总结刚才左手判断的方法,就是左手定则,练习教材课后题。

通过练习提醒学生注意:电荷所受的洛伦兹力既垂直于磁场方向,又垂直于电荷运动方向。即垂直于磁场方向和电荷运动方向所决定的平面。若不垂直怎样,设疑引思考。

探究三:洛仑兹力大小(建立模型—小组讨论—得出结论)

建立模型:以上的我们讨论了洛仑兹力的方向跟磁场方向和运动电荷的速度方向有关。那么洛仑兹力的大小与那些因素有关呢?

小组讨论:安培力是洛仑兹力的宏观表现,要确定洛仑兹力大小,首先要从微观角度上分析确定电流强度大小。

根据以前学习的知识,同学们回忆一下:在t秒内有多少个电荷通过导体某一截面?电流强度的微观表达式是什么?

电流微观表达式:I=nqvs (n:单位体积自由电荷数;q:每个自由电荷电荷量;v:电荷定向移动平均速率;s:导体横截面积。)

载流导线所受安培力:F=BIL (B与I垂直)

F=(nqvs)BL=(nLs)qvB (nLs为这段导线含有的运动电荷数)

得F洛=qvB (电荷q所受的洛伦兹力)

得出结论:F洛=qvB (B⊥V时)

F洛=0 (B∥V时)

作业、(1)阅读教材信息浏览“地磁与极光”。

(2)并把P124 1—4做到作业本上。

六.说板书设计

3.5 磁场对运动电荷的作用力

一、洛伦兹力

定义:运动电荷在磁场中受到的力

二、洛伦兹力的方向

1.判定--左手定则

2.特点:B和V方向不一定垂直,F洛必垂直于B、V确定的平面。

三、洛伦兹力的大小

F洛=qvB (B⊥V时)

F洛=0 (B∥V时)

F洛=qvBsinθ

(B与V有夹角θ)

四、洛伦兹力的应用

七.说教学效果

由于这节课有实验、课件等增加了课堂的容量。在教学方法上采用了“引导--探究--总结”的的教学方法,学生的学习积极性很高,能主动的融入到课堂中,顺利的完成了教学任务。

磁场对运动电荷的作用力

§3.5 磁场对运动电荷的作用力 ★本课奋斗目标:洛伦兹力的计算和方向的判断 活动一:参考课本P95页,完成下列小题 1、如图所示,玻璃管已抽成真空。当左右两个电极按图示的极性连接到高压电源时,阴极会发射电子。电子在电场的加速下飞向阳极,画出图1中电子束的运动轨迹? 2、如果在图1的基础上加上一个垂直于纸面向里的匀强磁场,图2所示,(电子束向右运动,形成的电流向,如果是一根导线内的电流,导线受安培力的方向向,所以电子受力方向向,于是电子运动轨迹向偏转。)你能画出这时电子束的运动轨迹吗? 3、运动电荷在磁场中受到的作用力,叫做。 4、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。 5、洛伦兹力的大小:洛伦兹力公式。 6、洛伦兹力与电荷运动方向,所以洛伦兹力对运动电荷,不会电荷运动的速率。 反馈1:试判断下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. 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 3. 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。

活动二:阅读课本P97页,分析电视显像管工作原理 1、如右图所示,没有磁场时,电子束打在荧光屏上 点; 2、如果要是电子束打在A 点,偏转磁场应该沿什 么方向? 3、如果要是电子束打在B 点,偏转磁场应该沿什 么方向? 4、如果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? 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 。 6、实际上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就像课本图 3.5-5那样不断移动,这在电视技术中叫做 。电子束从最上一行到最下一行扫描一遍叫 ,电视机中每秒要进行50场扫描,所以我们感觉整个荧光屏都在发光。 【同步检测】 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. 如图所示,带电粒子所受洛伦兹力方向垂直纸面向外的是 ( ) 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 .电子的加速度始终不变 4.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 第2题 第4题

第2节 磁场中的运动电荷

第2节磁场中的运动电荷 1.通过实验,认识运动电荷在磁场中受到的洛伦兹力. 2.知道影响洛伦兹力大小和方向的因素.当电荷的运动方向与磁场方向垂直时,会运用左手定则判断洛伦兹力的方向,会计算特殊情况下洛伦兹力的大小.(重点+难点) 3.知道电子是由汤姆孙发现的.认识洛伦兹力在发现电子中的作用. 4.了解极光产生的机理,体会自然界的奥妙. 一、洛伦兹力 1.定义:磁场对运动电荷的作用力叫洛伦兹力. 2.方向:洛伦兹力的方向用左手定则来判断:伸开左手,使拇指与其余四指垂直,且处于同一平面内.让磁感线垂直穿入手心,四指指向正电荷运动的方向(若是负电荷,则四指指向负电荷运动的反方向),拇指所指的方向就是洛伦兹力的方向. 3.大小 (1)当电荷的运动方向与磁场方向垂直时,电荷受到的洛伦兹力的大小:F=qvB. (2)当电荷的运动方向与磁场方向平行时,电荷不受洛伦兹力作用F=0. 所有电荷在磁场中都受力吗? 提示:不一定,只有运动电荷且速度与磁场方向不平行时,才受力的作用. 二、电子的发现 电子的发现与X射线和物质放射性的发现一起被称为19世纪、20世纪之交的三大发现.电子的发现为近代物理的发展奠定了重要的实验基础,同时它也突破了原子不可再分的传统思想,促使人们去探寻原子内部的奥秘. 三、极光的解释 太阳或其他星体时刻都有大量的高能粒子放出,称为宇宙射线.地球是个巨大的磁体,当宇宙射线掠过地球附近时,带电粒子受到地磁场的作用朝地球的磁极方向运动.这些粒子在运动过程中撞击大气,激发气体原子产生光辐射,这就是极光. 宇宙射线是有害的,地磁场改变了宇宙射线中带电粒子的运动方向,对地球上的生命起到了保护作用. 对洛伦兹力的理解和方向判断 1.决定洛伦兹力方向的因素有三个:电荷的电性(正、负)、速度方向、磁感应强度的方向.当电荷一定(电性一定)时,其他两个因素中,如果只让一个因素相反,则洛伦兹力方向必定相反;如果同时让两个因素相反,则洛伦兹力方向不变. 2.当电荷运动方向与磁场方向垂直时,由左手定则可知,洛伦兹力F的方向既与磁场B的方向垂直,又与电荷的运动方向垂直,即力F垂直于v与B所决定的平面. 所以,已知电荷电性及v、B的方向,则F的方向唯一确定,但已知电性及B(或v)、F的方向,v(或B)的方向不能唯一确定. 命题视角1对洛伦兹力的理解 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但不一定垂直电荷运动的方向

运动电荷在磁场中的偏转

运动电荷在磁场中的偏转 针对运动电荷在磁场中的偏转这类问题的分析、解答,是高考命题中的一个热点,也是教学中的重点、难点。因为在这类问题中对物理过程的分析能力,电荷在磁场中:运动轨迹的想象能力均有较高的要求,因此在历届高考中考生的得分率都很低。为了更好地把握这类问题的教学,提高学生的解题能力,本文试就这类问题的题型特点及解答技巧作一些探讨。 高考要求:针对运动电荷在匀强磁场中偏转问题的复杂性,高考中只限于,带电微粒在匀强磁场中(只受 洛仑兹力)做匀速圆周运动,这种特殊情况的分析。 知识要求: (1)在匀强磁场中做匀速圆周运动所需向。心力由洛仑兹力充当:Bqv f =向 (2)粒子在磁场中运动时间的由来确定,式中的为粒子的速度偏转 角度,通常借助数学几 ωθ=t θ何中有关“四点共圆’’的知识来确定,为粒子旋转的角速 度,由来确定。ωm Bq =ω (3)圆心位置的确定:一般借助两确切位置速度垂线的交点;或一位置速度 的垂线和一条弦的中垂 线的交点,等办法来确定。 (4)轴道半径的确定:一般借助于几何知识或运用来确定。 Bq mv R = 这类问题的多样性和复杂性主要来源于轨道半径和圆心位置的确定上,因此,这两个方面即是重点,又是难点。下面我就这类问题中有关由已知条件的变化,而引起的题型变化情况来探讨这类问题的解题规律。 一、单一圆心位置型 这类题目的特点是:不仅V 、B 的大小确定,而且粒子进、出磁场时速度的方向也唯一确定。于是就可以利用粒子进、出磁场时作其速度的垂线来确定圆心的位置,这样它就具有确定的圆心位置和轨道半径,属于基础题型。 【例题1】如图:一束电子(电量为e)以速度垂直射入磁感应强度为B ,宽度为d 的匀 v 强磁场中,穿透磁场时速度方向与电子原来入射方向的夹角是300,则电子的质量和穿透磁 场的时间是多少. 【解析】电子在磁场中运动,只受洛仑兹力作用,故其轨迹是圆周的一部分,结合题目 的条件,在电子进入磁场的A 点和出磁场的B 点分别作其速度的垂线,其交点0即为圆心 分别作其速度的延长线得交点C ,由几何知识可知;AOBC 这四点共圆,于是有AB 弧对应的 圆心角,0B 为半径R , 又由几何知识可得;030=∠AOB d d R 230sin 0==由; 有; R mv Bev 2=v Bed m 2=由; , 有; v R t θωθ==v d t 3π=【例题2】如图,三个同样的带电粒子,分别以速度、 2v 和3v 沿水平方向从 1v 同一点射入同一匀强磁场中,且离开磁场时与水平边界线的夹角依次为, o 0190=θ,,(忽略粒子重力)试计算: 粒子在磁场中运动时间之比, 0260=θ0330=θ【解析】这道题目与例题(1)属于同一类型,粒子进、出磁场时速度的方向都唯一确 定。我们可以采用同样的方法,分别得出它们做圆周运动的圆心01、02、03的位置和对+应的偏转角900、600、300,由特征方程:,有;,由此可知,其运动的角速度相同.由, R m Bqv 2ω=m Bq =ωωθ=t

运动电荷在磁场中的受力

3.5 磁场对运动电荷的作用力(第一课时) 【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。 【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。 【复习提问】如图,判定安培力的方向 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? (提示: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。) 【同步导学】 1、洛伦兹力的方向 运动电荷在磁场中受到的作用力称为。通电导线在磁场中所受实际是洛伦兹力的宏观表现。但两者的受力物体是有区别的。 方向(左手定则): 。 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。 讨论并判断下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。 甲乙丙丁 例题1:下列关于电荷所受电场力和洛伦兹力的说法,正确的是() A、电荷在磁场中一定受到洛伦兹力的作用 B、电荷在电场中一定受到电场力的作用 C、电荷所受电场力一定与该处电场方向一致 D、电荷所受洛伦兹力不一定与磁场方向垂直 例题2:如图所示,各带电粒子均以速度v射入匀强磁场,其中图C中v的方向垂直纸面向里,图D中v的方向垂直纸面向外,试分别指出各带电粒子所受洛仑兹力的方向。

2.洛伦兹力的大小 若有一段长度为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。 这段导体所受的安培力为 电流强度I的微观表达式为 这段导体中含有自由电荷数为 安培力可以看作是作用在每个运动上的洛伦兹力F的合力,这段导体中含有的自由电荷数为,所以每个自由电荷所受的洛伦兹力大小为 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 思考与讨论: 同学们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? 洛伦兹力只改变速度的方向,不改变速度的大小,所以洛伦兹力对电荷。 例题3:两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,电量之比为1:2,则两带电粒子受洛仑兹力之比为() A、2:1 B、1:1 C、1:2 D、1:4 例题4:下列关于安培力和洛伦兹力的说法中,正确的是() A、洛伦兹力和安培力是性质完全不同的两种力 B、洛伦兹力和安培力,其本质都是磁场对运动电荷的作用力 C、洛伦兹力就是安培力,两者是等价的 D、洛伦兹力对运动电荷不能做功,安培力对通电导体能做功 【训练测试】 1、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 2.如图所示,在电子射线管上方平行放置一通电长直导线,则电子射线将() A、向上偏 B、向下偏 C、向纸内偏 D、向纸外偏

运动电荷在磁场中受到的力——说课稿

《运动电荷在磁场中受到的力》说课稿 一.说教材分析 1. 物理学体系中本章是经典电磁学理论的基本内容,而本节课是安培力的延续,又是后面学习带电体在磁场中运动的基础,反应磁场和运动电荷的相互作用,是学生后面了解现代科技回旋加速器,质谱仪,磁流体发电机等的基础,还是力、电、磁综合问题分析中重要的一部分。从新课程改革以来,几乎每年高考都有涉及洛仑兹力的计算大题,由此,足以说明其重要性。 2. 教材结构:分三部分首先通过观察演示实验,讨论洛伦兹力的方向,这一部分是学生的一个实验探究活动。然后将安培力看作是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现,通过安培力公式导出洛伦兹力的公式,这一部分是学生的一个理论探究活动。最后,研究带电粒子在磁场中的运动,这一部分是学生的一个理论分析和实验验证的探究活动。 教材的这种安排,符合了新课程标准,起到了承上启下的作用,使物理学习能连续进行;符合学生的发展的要求;体现了教材重视课堂教学中的师生互动,学生自觉参与活动和学生合作探究的新课程教学理念。 二.说学情分析 1. 知识与能力基础 学生已具备力学、电磁学相关知识,学习完磁场对通电导线作用即安培力。并且也熟悉一直以来物理学的“提出问题—猜想假设—实验验证” 的科学探究方法。而且高二的学生已经有了一定的观察、分析、推理能力及空间想象能力,是学习洛仑兹力的能力基础 2. 思维障碍 对微观粒子具体运动形态模糊不清,容易导致洛伦兹力大小学习过程产生困难。 三.说教学目标: 知识与技能: 1. 通过实验,认识洛伦兹力,理解洛伦兹力跟安培力之间的关系。会判断洛伦兹力的方向。 2. 了解洛仑兹力公式的推导,会计算洛伦兹力的大小。 3. 会运用洛伦兹力对运动电荷不做功分析带电粒子垂直进入磁场中做匀速圆周运动,并能推导其半径和周期。 过程与方法 1. 观看“神奇的极光” 幻灯片,复习安培力,从微观的角度分析猜想磁场对运动的电荷有洛仑兹

带电粒子在磁场中的运动习题含答案

带电粒子在磁场中的运动 练习题 1. 如图所示,一个带正电荷的物块m 由静止开始从斜面上A 点下滑,滑到水平面BC 上的D 点停下来.已知物块与斜面及水平面间的动摩擦因数相同,且不计物块经过B 处时的机械能损失.先在ABC 所在空间加竖直向下的匀强电场,第二次让物块m 从A 点由静止开始下滑,结果物块在水平面上的D′点停下来.后又撤去电场,在ABC 所在空间加水平向里的匀强磁场,再次让物块m 从A 点由静止开始下滑,结果物块沿斜面滑下并在水平面上的D″点停下来.则以下说法中正确的是( ) A .D′点一定在D 点左侧 B .D′点一定与D 点重合 C .D″点一定在 D 点右侧 D .D″点一定与D 点重合 2. 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.现给圆环向右初速度v 0,A . B . C . D . 子从ad 的中点垂直于电场和磁场方向射入,恰沿直线从bc 边的中点P 射出,若撤去磁场,则粒子从c 点射出;若撤去电场,则粒子将(重力不计)( ) A .从b 点射出 B .从b 、P 间某点射出 C .从a 点射出 D .从a 、b 间某点射出 4. 如图所示,在真空中匀强电场的方向竖直向下,匀强磁场的方向垂直纸面向里,三个油滴a 、b 、c 带有等量同种电荷,其中a 静止,b 向右做匀速运动,c 向左匀速运动,比较它们的重力Ga 、Gb 、Gc 的大小关系,正确的是( ) A .Ga 最大 B .Gb 最大 C .Gc 最大 D .Gb 最小 5. 如图所示,圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,一个带电粒子以速度v 从A 点沿直径AOB 方向射入磁场,经过Δt 时间从C 点射出磁场,OC 与OB 成60°角。现将带电粒子的速度变为v /3,仍从A 点射入磁场,不计重力,则粒子在磁场中的运动时间变为 ( ) A.t ?2 1 B. t ?2 C. t ?3 1 D. t ?3 6. 如图所示,在xOy 平面内存在着磁感应强度大小为B 的匀强磁场,第一、二、四象限内的磁场方向垂直纸面向里,第三象 限内的磁场方向垂直纸面向外.P (-L 2,0)、Q (0,-L 2)为坐标轴上的两个

运动电荷在磁场中受到力的作用

运动电荷在磁场中受到力的作用 1. 下列各图反映的是带电粒子在匀强磁场中沿垂直于磁场方向做匀速圆周运动,其中正确的是() A. B. C. D. 2. 下列说法中不正确的是() A. 磁感线一定是从N极出发,终止于S极 B. 正电荷在电场中受到的电场力的方向即为该点电场强度的方向;小磁针在磁场中N极受到的磁场力的方向即为该点磁场的方向 C. 电场线上某点的切线方向即是该点电场强度的方向;磁感线上某点的切线方向即是该点的磁场的方向 D. 电场线越密的地方电场强度越强;磁感线越密的地方磁感应强度越强 3. 关于电视、电脑显示器的工作原理,下列说法中正确的是() A. 没有外加磁场时,电子枪发出的电子束将轰击在荧光屏的中心,荧光屏的中心出现一个亮点 B. 没有外加磁场时,电子枪发出的电子束将轰击在荧光屏的边缘,荧光屏的边缘出现一系列的亮点 C. 有外加平行磁场时,电子枪发出的电子束将发生偏转 D. 使电子束发生偏转的力是安培力 4. 关于洛伦兹力的做功情况,正确的是() A. 洛伦兹力可能做正功 B. 洛伦兹力一定做功 C. 洛伦兹力可能做负功 D. 洛伦兹力一定不做功 5. 下列说法正确的是() A. 运动电荷在磁感应强度不为零的地方,一定受到洛伦兹力作用 B. 运动电荷在某处不受洛伦兹力作用,则该处的磁感应强度一定为零 C. 洛伦兹力既不能改变带电粒子的动能,也不能改变带电粒子的速度 D. 磁场力与电荷运动方向及磁场方向一定都垂直 6. 大量的带电荷量均为+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,且速度反向但大小不变,运动方向与磁场方向不平行,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,则该磁场的磁感应强度越小 7. 下列四幅图中,正确标明了带电粒子所受洛伦兹力F方向的是() A. B. C. D. 8. [2017·汕头市高二期中考试]带正电荷q的粒子(不计重力)进入匀强磁场中,能在磁场中受力发生垂直纸面向内偏转的是 A. A B. B C. C D. D 9. 带电粒子垂直匀强磁场方向运动时,会受到洛伦兹力的作用.下列表述正确的是() A. 洛伦兹力对带电粒子做功 B. 洛伦兹力不改变带电粒子的动能 C. 洛伦兹力的大小与速度无关 D. 洛伦兹力不改变带电粒子的速度方向 10. 如图所示中表示磁感应强度B、正电荷速度v和磁场对电荷作用力F的相互关系图,这四个图中画法正确的是(其中B、F、v两两垂直)()

运动电荷在磁场中受到的力教学设计

高中物理教学设计 选修3-1第三章第5节《运动电荷在磁场中受到的力》 17号选手 2016年10月27日教师格言:因材施教、教学相长

第三章磁场 3.5 磁场对运动电荷的作用力 ★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—假设—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 一、引入新课 教师:让全体同学

1,观看东方卫视的极光视频, 2、观看磁场对示波器图像的影响。 [演示实验]用阴极射线管研究磁场对运动电荷的作用。如图3.5-1 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,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。 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 铁靠近阴极射线管,发现电子束运动轨迹发生了弯曲。 学生分析得出结论:磁场对运动电荷有作用。 二、进行新课 1、洛伦兹力的方向 教师讲述:通电导线在磁场中所受到的力叫安培力,电荷的定向移动形成电流,运动电荷在磁场中受到的作用力称为洛伦兹力, 推理和猜想:安培力是洛伦兹力的宏观表现,洛伦兹力是安培力的微观本质问题:安培力的方向用左手定则判定,那么洛伦兹力的方向能不能也用左手定则来判定呢? 实验验证:(投影) 学生观察 结论:洛伦兹力的方向也用左手定则来判定 左手定则:伸开左手,使大拇指跟其余四个手指垂直, 并且都和手掌在一个平面内,让磁感线垂直穿入手心,并使伸开的四指指向正电荷运动的方向,那么,大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。 回到导学案:

电荷在磁场中受到的力

电荷在磁场中受到的力 一、选择题 1.(多选)下列关于电荷所受静电力和洛伦兹力的说法中,正确的是( ) A.电荷在磁场中一定受洛伦兹力的作用 B.电荷在电场中一定受静电力的作用 C.电荷受静电力的方向与该处的电场方向一致 D.电荷若受洛伦兹力,则受力方向与该处的磁场方向垂直 [导学号99690306] 解析:选BD.静止电荷在磁场中不受洛伦兹力的作用,但在电场中一定受静电力的作用,选项A错误,选项B正确;只有正电荷的受力方向与该处的电场方向一致,选项C错误;根据左手定则知运动电荷若受洛伦兹力,则受力方向与该处的磁场方向垂直,选项D正确. 2.(多选)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 [导学号99690307] 答案:BD 3.三种不同粒子a、b、c从O点沿同一方向进入垂直纸面向里的匀强磁场中的运动轨迹分别如图所示.则( ) A.粒子a一定带正电 B.粒子b一定带正电 C.粒子c一定带正电 D.粒子b一定带负电 [导学号99690308] 解析:选A.由左手定则可以判断,粒子a带正电,粒子b不带电,粒子c带负电,故选项A正确. 4.在阴极射线管中电子流方向由左向右,其上方放置一根通有如图所示电流的直导线,导线与阴极射线管平行,则电子将( ) A.向上偏转 B.向下偏转 C.向纸里偏转D.向纸外偏转 [导学号99690309] 解析:选B.由题图可知,直导线电流的方向由左向右,根据安培定则,可判定直导线下方的磁场方向为垂直于纸面向里,而电子运动方向由左向右,由左手定则知(电子带负电荷,四指要指向电子运动方向的反方向),电子将向下偏转,故B选项正确.5.来自宇宙的质子流,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( )

带电粒子在有界磁场中运动(超经典)..

带电粒子在有界磁场中运动的临界问题 “临界问题”大量存在于高中物理的许多章节中,如“圆周运动中小球能过最高点的速度条件”“动量中的避免碰撞问题”等等,这类题目中往往含有“最大”、“最高”、“至少”、“恰好”等词语,其最终的求解一般涉及极值,但关键是找准临界状态。带电粒子在有界磁场中运动的临界问题,在解答上除了有求解临界问题的共性外,又有它自身的一些特点。 一、解题方法 画图→动态分析→找临界轨迹。(这类题目关键是作图,图画准了,问题就解决了一大半,余下的就只有计算了──这一般都不难。) 二、常见题型(B为磁场的磁感应强度,v0为粒子进入磁场的初速度) 分述如下: 第一类问题: 例1 如图1所示,匀强磁场的磁感应强度为B,宽度为d,边界为CD和EF。一电子从CD边界外侧以速率v0垂直匀强磁场射入,入射方向与CD边界夹角为θ。已知电子的质量为m,电荷量为e,为使电子能从磁场的另一侧EF射出,求电子的速率v0至少多大?

分析:如图2,通过作图可以看到:随着v0的增大,圆半径增大,临界状态就是圆与边界EF相切,然后就不难解答了。 第二类问题: 例2如图3所示,水平线MN下方存在垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场,在MN线上某点O正下方与之相距L的质子源S,可在纸面内360°范围内发射质量为m、电量为e、速度为v0=BeL/m的质子,不计质子重力,打在MN上的质子在O点右侧最远距离OP=________,打在O点左侧最远距离OQ=__________。 分析:首先求出半径得r=L,然后作出临界轨迹如图4所示(所有从S发射出去的质子做圆周运动的轨道圆心是在以S为圆心、以r=L为半径的圆上,这类问题可以先作出这一圆 ──就是圆心的集合,然后以圆上各点为圆心,作出一系列动态圆),OP=,OQ=L。 【练习】如图5所示,在屏MN的上方有磁感应强度为B的匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里。P为屏上的一小孔,PC与MN垂直。一群质量为m、带电荷量为-q的粒子(不计重力),

知识讲解_带电粒子在磁场中的运动 提高

带电粒子在磁场中的运动 编稿:周军审稿:隋伟 【学习目标】 1.掌握带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的特点和解决此类运动的方法。 2.理解质谱仪和回旋加速器的工作原理和作用。 【要点梳理】 要点一:带电粒子在匀强磁场中的运动 要点诠释: 1.运动轨迹 带电粒子(不计重力)以一定的速度v进入磁感应强度为B的匀强磁场中: (1)当v∥B时,带电粒子将做匀速直线运动; (2)当v⊥B时,带电粒子将做匀速圆周运动; (3)当v与B的夹角为θ(θ≠0°,90°,180°)时,带电粒子将做等螺距的螺旋线运动. 说明:电场和磁场都能对带电粒子施加影响,带电粒子在匀强电场中只在电场力作用下,可能做匀变速直线运动,也可能做匀变速曲线运动,但不可能做匀速直线运动;在匀强磁场中,只在磁场力作用下可以做曲线运动.但不可能做变速直线运动. 2.带电粒子在匀强磁场中的圆周运动 如图所示,带电粒子以速度v垂直磁场方向入射,在磁场中做匀速圆周运动,设带电粒子的质量为m,所带的电荷量为q. (1)轨道半径:由于洛伦兹力提供向心力,则有 2 v qvB m r =,得到轨道半径 mv r qB =. (2)周期:由轨道半径与周期之间的关系 2r T v π =可得周期 2m T qB π =. 说明:(1)由公式 mv r qB =知,在匀强磁场中,做匀速圆周运动的带电粒子,其轨道半径跟运动速率 成正比. (2)由公式 2m T qB π =知,在匀强磁场中,做匀速圆周运动的带电粒子,周期跟轨道半径和运动速率 均无关,而与比荷q m 成反比. 注意: mv r qB =与 2m T qB π =是两个重要的表达式,每年的高考都会考查.但应用时应注意在计算说明 题中,两公式不能直接当原理式使用. 要点二:带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的问题分析要点诠释:

运动电荷在磁场中受到的力教学设计-参考模板

《运动电荷在磁场中受到的力》教学设计【教学设计思路】 普通高中课程标准实验教科书物理选修3—1第三章第五节《运动电荷在磁场中受到的力》既是安培力知识的延续,又是下一节《带电粒子在匀强磁场中的运动》的铺垫。高二的学生已具有一定的观察能力和逻辑推理能力,对现象──猜想──理论推导──实验验证等科学研究方法有一定的基础,本节课通过实验创设各种问题情景、引导,激发学生学习的兴趣,促进学生思维。学生通过讨论,体验科学探究的方法和过程,对物理知识能有进一步的理解,从而把传授知识与能力的培养有机的结合在一起,让学生掌握分析研究物理的基本方法与技能,为日后的学习及进行其它问题探究奠定基础。 【教学目标】 1.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。 2.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。 3.情感态度与价值观: 培养学生的科学思维和研究方法,培养学生的观察、分析、推理能力。激发学生热爱学习、探索宇宙的欲望。 【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。 【实验器材及教学媒体的选择与使用】 阴极射线管、多媒体投影系统 【教学方法】 讲授法、实验法、讨论法。

【教学过程】 引入新课: 观看神奇的极光短片。 请问这些美丽的极光一般出现在什么区域?(地球的南、北极地区) 简单介绍极光,并提出疑问:运动电荷在磁场中是否受到力作用?是什么力?方向如何?大小如何?带着一些列的疑问我们走进课堂。 出示教学目标 复习提问: 1、安培力的大小和方向。 2、电流是怎样形成的?它的微观表达式是什么?(式中各量的意义)。 一、探究:运动电荷在磁场中是否受到力的作用? 1、现象:极光短片 2、猜想:受力?不受力? 3、实验验证: (1)阴极射线管介绍:灯丝加热放出电子,电子在加速电场的作用下高速运动形成的电子流。电子轰击到“7”字型长条的荧光屏上,激发荧光,显示电子束的运动轨迹。 (2)演示: ①在没有外磁场时,电子束沿直线运动 提问:电子束的直线运动说明了什么? 电子不受力的作用。 ②将蹄形磁铁靠近电子射线管,发现电子束运动轨迹发生了偏转。 提问:电子束的偏转说明了什么? 电子受到力的作用。 4、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。之所以叫洛伦兹力是为了纪念荷兰物理学家洛伦兹。 洛伦兹力既然是一个力,那我们应该研究它的什么呢?

带电粒子在有界磁场中运动(超经典)

带电粒子在有界磁场中运动(超经典)

带电粒子在有界磁场中运动的临界问题 “临界问题”大量存在于高中物理的许多章节中,如“圆周运动中小球能过最高点的速度条件”“动量中的避免碰撞问题”等等,这类题目中往往含有“最大”、“最高”、“至少”、“恰好”等词语,其最终的求解一般涉及极值,但关键是找准临界状态。带电粒子在有界磁场中运动的临界问题,在解答上除了有求解临界问题的共性外,又有它自身的一些特点。 一、解题方法 画图→动态分析→找临界轨迹。(这类题目关键是作图,图画准了,问题就解决了一大半,余下的就只有计算了──这一般都不难。) 二、常见题型(B为磁场的磁感应强度,v0为粒子进入磁场的初速度)

分述如下: 第一类问题: 例1 如图1所示,匀强磁场的磁感应强度为B,宽度为d,边界为CD和EF。一电子从CD边界外侧以速率v0垂直匀强磁场射入,入射方向与CD边界夹角为θ。已知电子的质量为m,电荷量为e,为使电子能从磁场的另一侧EF射出,求电子的速率v0至少多大?

分析:如图2,通过作图可以看到:随着v0的增大,圆半径增大,临界状态就是圆与边界EF相切,然后就不难解答了。 第二类问题: 例2 如图3所示,水平线MN下方存在垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场,在MN 线上某点O正下方与之相距L的质子源S,可在纸面内360°范围内发射质量为m、电量为e、速度为v0=BeL/m的质子,不计质子重力,打在MN 上的质子在O点右侧最远距离OP=________,打在O点左侧最远距离OQ=__________。

分析:首先求出半径得r=L,然后作出临界轨迹如图4所示(所有从S发射出去的质子做圆周运动的轨道圆心是在以S为圆心、以r=L为半径的圆上,这类问题可以先作出这一圆──就是圆心的集合,然后以圆上各点为圆心,作出一系列动态圆),OP=,OQ=L。 【练习】如图5所示,在屏MN的上方有磁感应强度为B的匀强磁场,磁场方向垂直纸面向

运动电荷在磁场中的受力

3、 洛伦兹力 带电粒子在磁场中的运动 教学目标: 1.掌握洛仑兹力的概念; 2.熟练解决带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动问题 教学过程: 1.洛伦兹力 运动电荷在磁场中受到的磁场力叫洛伦兹力,它是安培力的微观表现。 计算公式的推导:如图所示,整个导线受到的磁场力(安培力)为F 安 =BIL ;其中I=nesv ;设导线中共有N 个自由电子N=nsL ;每个电子受的磁场力为F ,则F 安=NF 。由以上四式可得F=qvB 。条件是v 与B 垂直。当v 与B 成θ角时,F=qvB sin θ。 2.洛伦兹力方向的判定 在用左手定则时,四指必须指电流方向(不是速度方向),即正电荷定向移动的方向;对负电荷,四指应指负电荷定向移动方向的反方向。 3.有关洛伦兹力大小的计算 (1)正确画出带电粒子可能的运动轨迹图, a)定偏向:运用左手定则定轨迹偏向,其中要特别注意四指指向与负电荷的运动方向相反。 b)定圆心:主要利用v f ⊥或弦与半径垂直的关系确定。找出对应交点就找到了圆心。 c)定半径:方法有两种,一是利用几何关系求;二是根据半径公式求。 (2)可能用到常用的四个关系式 a) qvB= m R v 2= m 2 ωr=m ωv=m T π2v ; 可得: R= Bq mv ; c) T=Bq m π2; d)T t π θ 2= 3、带电粒子在有边界的匀强磁场中的运动 1、带电粒子在半无界磁场中的运动 【例1】 如图直线MN 上方有磁感应强度为B 的匀强磁场。正、负电子同时从同一点O 以与MN 成30°角的同样速度v 射入磁场(电子质量为m ,电荷为e ),它们从磁场中射出时相距多远?射出的时间差是多少? M

通电导线在磁场中受到的力练习题

! 《新课标》高二物理(人教版)第二章磁场 第四讲通电导线在磁场中受到的力(一) 1.磁场对电流的作用力,称为安培力.安培力方向的判定用左手定则: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平面内;让磁感线从掌心进入,并使四指指向电流的方向,这时大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. 2.通电导线在磁场中所受安培力的大小与磁感应强度大小、电流大小、导线长度、 以及电流I与B的夹角有关,当通电导线与磁感线垂直时,即电流方向与磁感 线方向垂直时,所受的安培力最大F=ILB 。当通电导线与磁感线不垂直时,如 图所示,电流方向与磁感线方向成θ角,通电导线所受的安培力为F=IBLsin_θ。 ) 当通电导线与磁感线平行时,所受安培力为0 。 3.磁电式电流表:主要构件有蹄形磁铁、圆柱形铁芯、铝框、线圈、转轴、螺旋弹簧、指针、接线柱.其工作原理为:当电流通过线圈时,导线受到安培力的作用.由左手定则可以判断,线圈左右两边所受的安培力方向相反,所以架在轴上的线圈就要转动.线圈转动时,螺旋弹簧变形,反抗线圈的转动,电流越大,安培力就越大,线圈偏转的角度越大,所以从线圈偏转的角度就能判断通过的电流大小;线圈中的电流方向改变时,安培力的方向随之改变,指针的偏转方向也随之改变. 1.画出图中导线棒ab所受的磁场力方向 图3 答案ab棒所受的磁场力方向如下图所示. : 2.将长度为20 cm,通有0.1 A电流的直导线放入一匀强磁场中,电流与磁场的方向如图所示,已知磁感应强度大小为1 T,试求出下列各图中导线所受安培力的大小和方向. 解析:由左手定则和安培力的计算公式得:(1)因导线与磁感线平行,所以导线所受安培力为零;(2)由左手定则知:安培力方向垂直导线水平向右,大小F2=BIL=1×× N= N;(3)安培力的方向在纸面内垂直导线斜向上,大小F3=BIL= N. 3.把一小段通电直导线放入磁场中,导线受到安培力的作用,关于安培力的方向,下列说法中正确的是 ( D ) A.安培力的方向一定跟磁感应强度的方向相同 ( B.安培力的方向一定跟磁感应强度的方向垂直,但不一定跟电流方向垂直 C.安培力的方向一定跟电流方向垂直,但不一定跟磁感应强度方向垂直 D.安培力的方向既跟磁感应强度方向垂直,又跟电流方向垂直 4.关于通电导线所受安培力F的方向,磁感应强度B的方向和电流I的方向之间的关系,下列说法正确的是 ( B )

带电粒子在磁场中的运动解题技巧

带电粒子在磁场中的运动 带电粒子在匀强磁场中作圆周运动的问题是近几年高考的热点, 这些考题不但涉及到洛 伦兹力作用下的动力学问题,而且往往与平面图形的几何关系相联系, 成为考查学生综合分 析问题、运用数字知识解决物理问题的难度较大的考题。 但无论这类问题情景多么新颖、 设 问多么巧妙,其关键一点在于规范、准确地画出带电粒子的运动轨迹。 只要确定了带电粒子 的运动轨迹,问题便迎刃而解。下面举几种确定带电粒子运动轨迹的方法。 、对称法 带电粒子如果从匀强磁场的直线边界射入又从该边界射出, 则其轨迹关于入射点和出射 点线段的中垂线对称,且入射速度方向与出射速度方向与边界的夹角相等(如图 1);带电 粒子如果沿半径方向射入具有圆形边界的匀强磁场,则其射出磁场时速度延长线必过圆心 (如图2)。利用这两个结论可以轻松画出带电粒子的运动轨迹,找出相应的几何关系。 例1.如图3所示,直线 MN 上方有磁感应强度为 B 的匀强磁场。正、负电子同时从同 一点O 以与MN 成30°角的同样速度 v 射入磁场(电子质量为 m 电荷为e ),它们从磁场 中射出时相距多远?射出的时间差是多少? 解析:正、负电子的半径和周期是相同的。 和轨迹(如图4),由对称性知:射入、射出点和圆心恰好组成正三角形。所以两个射出点 如 检二竺=空竺 相距s=2r 4,由图还看出经历时间相差? ?月3 ,所以解此题的关键是找圆心、 找半径和用对称。 A/ JU a-3 r ?]■ V ■ \ / d ST 只是偏转方向相反。先确定圆心,画出半径 X

例2.如图5所示,在半径为r 的圆形区域内,有一个匀强磁场。一带电粒子以速度 V 0 从M 点沿半径方向射入磁场区,并由 N 点射出,O 点为圆心。当/ MOM 120。时,求:带电 粒子在磁场区的偏转半径 R 及在磁场区中的运动时间。 解析:分别过M N 点作半径OM ON 勺垂线,此两垂线的交点 O'即为带电粒子作圆周 运动时圆弧轨道的圆心,如图 6所示。 由图中的几何关系可知,圆弧 MN 所对的轨道圆心角为 带电粒子在磁场区域中运动的时间 二、旋转圆法 在磁场中向垂直于磁场的各个方向发射速度大小相同的带电粒子时, 带电粒子的运动轨 迹是围绕发射点旋转的半径相同的动态圆(如图 7),用这一规律可快速确定粒子的运动轨 迹。 J ---- 、区:二二?、"认 棒二 f / 扛匹A 丄曆 ■fyg 宀' X X K / Ba-6 60°, O O'的边线为该圆心角 的角平分线,由此可得带电粒子圆轨道半径为 R=i /ta n30 =43r 又带电粒子的轨道半径可表示为: 故带电粒子运动周期:

磁场对运动电荷的作用练习题

` 磁场对运动电荷的作用练习题

磁场对运动电荷的作用练习题 1.带电荷量为+q的粒子在匀强磁场中运动,下列说法中正确的是( ) 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、方向均不变 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.粒子在只受到洛伦兹力作用下运动的动能、速度均不变 答案B 2.如图1所示,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. 3.如图所示,半径为r的圆形空间内,存在着垂直于纸面向里的匀强磁场,一个带电粒子(不计重力)从A点以速度v0垂直于磁场方向射入磁场中,并从B点射出,若∠AOB=120°,则该带电粒子在磁场中运动的时间为( )

答案D 4.如图4所示,质量为m,电荷量为+q 的带电粒子,以不同的初速度两次从O 点垂直于磁感线和磁场边界向上射入匀 强磁场,在洛伦兹力作用下分别从M、N两点射出磁场,测得OM∶ON=3∶4,则下列说法中错误的是( ) A.两次带电粒子在磁场中经历的时间之比为3∶4 B.两次带电粒子在磁场中运动的路程长度之比为3∶4 C.两次带电粒子在磁场中所受的洛伦兹力大小之比为3∶4 D.两次带电粒子在磁场中所受的洛伦兹力大小之比为4∶3 答案AD 5如图所示,圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,一个带电粒子以速度v从A点沿直径AOB方向射入磁场,经过Δt时间从C点射出磁场,OC与OB成60°角.现将带电粒子的速 度变为v 3 ,仍从A点沿原方向射入磁场,不计

高中物理磁场(二)运动电荷在磁场中受到的力基础训练

运动电荷在磁场中受到的力基础训练 1.下面四幅图表示了磁感应强度B 、电荷速度v 和洛伦兹力F 三者方向之间的关系,其中正确的是 ( ) 2.关于电荷所受电场力和洛伦兹力,正确的说法是( ) A .电荷在磁场中一定受洛伦兹力作用 B .电荷在电场中一定受电场力作用 C .电荷所受电场力一定与该处电场方向一致 D .电荷所受的洛伦兹力不一定与磁场方向垂直 3.在匀强磁场中,一带电粒子沿着垂直磁感应强度的方向运动.现将该磁场的磁感应强度增大为原来的2 倍,则该带电粒子受到的洛伦兹力( ) A .变为原来的14 B .增大为原来的4倍 C .减小为原来的12 D .增大为原来的2倍 4.如图所示,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( ) A .当从a 端通入电流时,电子做匀加速直线运动 B .当从b 端通入电流时,电子做匀加速直线运动 C .不管从哪端通入电流,电子都做匀速直线运动 D .不管从哪端通入电流,电子都做匀速圆周运动 5.带电荷量为+q 的粒子在匀强磁场中运动,下列说法中正确的是( ) 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、方向均不变 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 .粒子在只受洛伦兹力作用下运动的动能、速度均不变 6. 初速度为v 0的电子,沿平行于通电长直导线的方向开始运动,直导线中电流方向与电子的初始运动方向 如图所示,则( )

A.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 7. 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 相同的电流,方向如图所示。一带正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 8.如图所示,在真空中,水平导线中有恒定电流I通过,导线的正下方有一质子初速度方向与电流方向相同,则质子可能的运动情况是( ) A.沿路径a运动 B.沿路径b运动 C.沿路径c运动 D.沿路径d运动 9.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,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,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 10. 质量为m,带电荷量为q的微粒,以速度v与水平方向成45°角进入匀强电场和匀强磁场同时存在的 空间,如图所示,微粒在电场、磁场、重力场的共同作用下做匀速直线运动,求: (1) 电场强度的大小,该带电粒子带何种电荷; (2) 磁感应强度的大小。

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