2019-2020年高中物理 《磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力》學(xué)案 新人教版選修1-1.doc

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2019-2020年高中物理 磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力學(xué)案 新人教版選修1-1學(xué)習(xí)目標(biāo)1、知道什么是洛倫茲力。2、利用左手定則會(huì)判斷洛倫茲力的方向，理解洛倫茲力對(duì)電荷不做功。3、掌握洛倫茲力大小的推理過(guò)程。4、掌握垂直進(jìn)入磁場(chǎng)方向的帶電粒子，受到洛倫茲力大小的計(jì)算。5、了解電視機(jī)顯像管的工作原理。學(xué)習(xí)重點(diǎn)1、利用左手定則會(huì)判斷洛倫茲力的方向。2、掌握垂直進(jìn)入磁場(chǎng)方向的帶電粒子，受到洛倫茲力大小的計(jì)算。學(xué)習(xí)難點(diǎn)1、理解洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷不做功。2、洛倫茲力方向的判斷。自主學(xué)習(xí) 1運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的作用力，叫做 。2洛倫茲力的方向的判斷左手定則：讓磁感線(xiàn) 手心，四指指向 的方向，或負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的 ，拇指所指電荷所受 的方向。3洛倫茲力的大小:洛倫茲力公式 。 4洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷 ，不會(huì) 電荷運(yùn)動(dòng)的速率。5顯像管中使電子束偏轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)是由兩對(duì)線(xiàn)圈產(chǎn)生的,叫做偏轉(zhuǎn)線(xiàn)圈。為了與顯像管的管頸貼在一起,偏轉(zhuǎn)線(xiàn)圈做成 。同步導(dǎo)學(xué)例1試判斷圖中所示的帶電粒子剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)所受的洛倫茲力的方向.解答：甲中正電荷所受的洛倫茲力方向向上；乙中正電荷所受的洛倫茲力方向向下；丙中正電荷所受的洛倫茲力方向垂直于紙面指向讀者；丁中正電荷所受的洛倫茲力的方向垂直于紙面指向紙里。例2：來(lái)自宇宙的電子流，以與地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一點(diǎn)，則這些電子在進(jìn)入地球周?chē)目臻g時(shí)，將 （）A豎直向下沿直線(xiàn)射向地面B相對(duì)于預(yù)定地面向東偏轉(zhuǎn)C相對(duì)于預(yù)定點(diǎn)稍向西偏轉(zhuǎn)D相對(duì)于預(yù)定點(diǎn)稍向北偏轉(zhuǎn)解答：。地球表面地磁場(chǎng)方向由南向北，電子是帶負(fù)電，根據(jù)左手定則可判定，電子自赤道上空豎直下落過(guò)程中受洛倫茲力方向向西。故C項(xiàng)正確例3：如圖3所示，一個(gè)帶正電q的小帶電體處于垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，若小帶電體的質(zhì)量為m，為了使它對(duì)水平絕緣面正好無(wú)壓力，應(yīng)該（ ）圖3A使B的數(shù)值增大B使磁場(chǎng)以速率 v，向上移動(dòng)C使磁場(chǎng)以速率v，向右移動(dòng)D使磁場(chǎng)以速率v，向左移動(dòng)解答：為使小球?qū)ζ矫鏌o(wú)壓力，則應(yīng)使它受到的洛倫茲力剛好平衡重力，磁場(chǎng)不動(dòng)而只增大B，靜止電荷在磁場(chǎng)里不受洛倫茲力， A不可能；磁場(chǎng)向上移動(dòng)相當(dāng)于電荷向下運(yùn)動(dòng)，受洛倫茲力向右，不可能平衡重力；磁場(chǎng)以V向右移動(dòng)，等同于電荷以速率v向左運(yùn)動(dòng)，此時(shí)洛倫茲力向下，也不可能平衡重力。故B、C也不對(duì)；磁場(chǎng)以V向左移動(dòng)，等同于電荷以速率v向右運(yùn)動(dòng)，此時(shí)洛倫茲力向上。當(dāng) qvBmg時(shí)，帶電體對(duì)絕緣水平面無(wú)壓力，則v，選項(xiàng) D正確。例4： 單擺擺長(zhǎng)L，擺球質(zhì)量為m，帶有電荷q，在垂直于紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中擺動(dòng)，當(dāng)其向左、向右通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)，線(xiàn)上拉力大小是否相等？解答：擺球所帶電荷等效于一個(gè)點(diǎn)電荷，它在磁場(chǎng)中擺動(dòng)時(shí)受到重力mg，線(xiàn)的拉力F與洛倫茲力F，由于只有重力做功，故機(jī)械能守恒，所以擺球向左、向右通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)的速度大小是相等的，設(shè)為V，向左通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)洛倫茲力F豎直向下，根據(jù)牛頓第二定律，如圖4有圖4 故有當(dāng)向右通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)，洛倫茲力 的豎直向上，而大小仍為qvB，同理可得 顯然F1F2例：如圖所示，沒(méi)有磁場(chǎng)時(shí)電子束打在熒光屏正中的O點(diǎn)。為使電子束偏轉(zhuǎn),由安裝管頸的偏轉(zhuǎn)線(xiàn)圈產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。 .如果要使電子束在水平方向偏離中心,打在熒光屏上的A點(diǎn),偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)該沿什么方向? .如果要使電子束打在B點(diǎn),磁場(chǎng)應(yīng)該沿什么方向 解答：由左手定則，中偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)該豎直向上中偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)該豎直向下。當(dāng)堂達(dá)標(biāo)1. 一個(gè)電子穿過(guò)某一空間而未發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則 （ ）A此空間一定不存在磁場(chǎng) B此空間可能有方向與電子速度平行的磁場(chǎng) C此空間可能有磁場(chǎng) ，方向與電子速度垂直D以上說(shuō)法都不對(duì)2. 一束帶電粒子沿水平方向飛過(guò)靜止的小磁針的正上方，小磁針也是水平放置，這時(shí)小磁針的南極向西偏轉(zhuǎn)，則這束帶電粒子可能是 （ ）A由北向南飛行的正離子束B(niǎo)由南向北飛行的正離子束C由北向南飛行的負(fù)離子束D由南向北飛行的負(fù)離子束 3.電子以速度v0垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，則 （ ）A磁場(chǎng)對(duì)電子的作用力始終不做功B磁場(chǎng)對(duì)電子的作用力始終不變C電子的動(dòng)能始終不變D電子的動(dòng)量始終不變 第4題4.如圖所示，帶電粒子所受洛倫茲力方向垂直紙面向外的是 （ ）5.如圖所示，空間有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一束電子流以初速v從水平方向射入，為了使電子流經(jīng)過(guò)磁場(chǎng)時(shí)不偏轉(zhuǎn)（不計(jì)重力），則在磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)必須同時(shí)存在一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)，這個(gè)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小與方向應(yīng)是 （ ）AB/v，方向豎直向上BB/v，方向水平向左CBv，垂直紙面向里 DBv，垂直紙面向外第5題第6題6.如圖所示，一帶負(fù)電的滑塊從粗糙斜面的頂端滑至底端時(shí)的速率為v,若加一個(gè)垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，并保證滑塊能滑至底端，則它滑至底端時(shí)的速率 （ ）A變大 B變小 C不變 D條件不足，無(wú)法判斷7. 有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為1.2T，方向由南指向北，如有一質(zhì)子沿豎直向下的方向進(jìn)入磁場(chǎng)，磁場(chǎng)作用在質(zhì)子上的力為9.610-14N，則質(zhì)子射入時(shí)速為 ,質(zhì)子在磁場(chǎng)中向方向偏轉(zhuǎn)。第8題8.質(zhì)量為0.1g的小物塊帶有510-4C的電荷,放在傾角為300且足夠長(zhǎng)的光滑絕緣的斜面上,整個(gè)裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,如圖所示.物塊由靜止下滑,滑到某個(gè)位置時(shí)離開(kāi)斜面,求:物塊帶何種電荷?物塊剛離開(kāi)斜面時(shí)的速度多大? 物塊從靜止到剛離開(kāi)斜面的過(guò)程中做什么運(yùn)動(dòng),斜面至少多長(zhǎng)? 第9題9. 一種測(cè)量血管中血流速度的儀器原理圖,如圖所示,在動(dòng)脈血管兩側(cè)分別安裝電極并加磁場(chǎng),設(shè)血管直徑為2mm,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.080T,電壓表測(cè)出電壓為0.01V,則血流速度大小為多少?拓展提高1有關(guān)電荷所受電場(chǎng)力和洛倫茲力的說(shuō)法中，正確的是 （ ）A電荷在磁場(chǎng)中一定受磁場(chǎng)力的作用B電荷在電場(chǎng)中一定受電場(chǎng)力的作用C電荷受電場(chǎng)力的方向與該處的電場(chǎng)方向一致D電荷若受磁場(chǎng)力，則受力方向與該處的磁場(chǎng)方向垂直2如果運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)除磁場(chǎng)力作用外不受其他任何力作用，則它在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)可能是（ ）A勻速圓周運(yùn)動(dòng) B勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)第3題C變加速曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng) D勻變速曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)3電子束以一定的初速度沿軸線(xiàn)進(jìn)入螺線(xiàn)管內(nèi)，螺線(xiàn)管中通以方向隨時(shí)間而周期性變化的電流，如圖所示，則電子束在螺線(xiàn)管中做 （ ）A勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng) B勻速圓周運(yùn)動(dòng)C加速減速交替的運(yùn)動(dòng) D來(lái)回振動(dòng)4帶電荷量為+q的粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),下面說(shuō)法中正確的是A只要速度大小相同,所受洛倫茲力就相同 ( )B如果把+q改為-q,且速度反向、大小不變,則洛倫茲力的大小不變C洛倫茲力方向一定與電荷速度方向垂直,磁場(chǎng)方向一定與電荷運(yùn)動(dòng)方向垂直D粒子只受到洛倫茲力的作用.不可能做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)第5題5如圖，是電視機(jī)的像管的結(jié)構(gòu)示意圖,熒光屏平面位于坐標(biāo)平面xoy，y軸是顯像管的縱軸線(xiàn),位于顯像管尾部的燈絲被電流加熱后會(huì)有電子逸出,這些電子在加速電壓的作用下以很高的速度沿y軸向十y方向射出.構(gòu)成了顯像管的“電子槍”。如果沒(méi)有其他力作用,從電子槍發(fā)射出的高速電子將做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)打到坐標(biāo)原O使熒光屏的正中間出現(xiàn)一個(gè)亮點(diǎn)。當(dāng)在顯像管的管頸處的較小區(qū)域(圖中B部分)加沿z方向的磁場(chǎng) (偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)),亮點(diǎn)將偏離原點(diǎn)0而打在x軸上的某一點(diǎn),偏離的方向和距離大小依賴(lài)于磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B。為使熒光屏上出現(xiàn)沿x軸的一條貫穿全屏的水平亮線(xiàn)(電子束的水平掃描運(yùn)動(dòng))，偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的規(guī)律是圖中 ( )第5題6如圖所示，帶電小球在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中沿光滑絕緣的圓弧形軌道的內(nèi)側(cè)來(lái)回往復(fù)運(yùn)動(dòng)，它向左或向右運(yùn)動(dòng)通過(guò)最低點(diǎn)時(shí) （ ）第6題速度相同B加速度相同C所受洛倫茲力相同 D軌道給它的彈力相同7兩個(gè)帶電粒子以相同的速度垂直磁感線(xiàn)方向進(jìn)入同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，兩粒子質(zhì)量之比為1：4，電荷量之比為1：2，則兩帶電粒子受洛倫茲力之比為 （ ）A2：1B1：1C1：2D1：4 8.如圖所示，傾角為的光滑絕緣斜面,處在方向垂直斜面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)和方向未知的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,有一質(zhì)量為m、帶電荷量為一q的小球，恰可在斜面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)、其角速度為，那么，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為 ，未知電場(chǎng)的最小場(chǎng)強(qiáng)的大小為 ，方向沿 。9質(zhì)量為m ,帶電荷量為q的粒子,在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),其圓周半徑為r,則粒子受到的洛倫茲力為 ,表示這個(gè)帶電粒子運(yùn)動(dòng)而形成的環(huán)形電流的電流大小為 。第11題10如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為m帶正電的帶電體電荷量為q，緊貼著水平絕緣板的下表面滑動(dòng)，滑動(dòng)方向與垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B垂直，則能沿絕緣面滑動(dòng)的水平速度方向_，大小v應(yīng)不小于_，若從速度v0開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，則它沿絕緣面運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，克服摩擦力做功為_(kāi)。 第10題第10題第8題11如圖所示，帶電液滴從h高處自由落下，進(jìn)入一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)與勻強(qiáng)磁場(chǎng)互相垂直的區(qū)域，磁場(chǎng)方向垂直紙面，電場(chǎng)強(qiáng)度為E，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，已知液滴在此區(qū)域中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則圓周的半徑R=_。12如圖所示，在xOy平面內(nèi)，電荷量為q、質(zhì)量為m的電子從原點(diǎn)O垂直射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，電子的速度為v0，方向與x軸正方向成30角，則電子第一次到達(dá)x軸所用的時(shí)間是多少?這時(shí)電子在x軸的位置距原點(diǎn)的距離是多少?第12題13如圖所示，質(zhì)量m=0.1g的小球，帶有q=510-4C的正電荷，套在一根與水平方向成=37的絕緣桿上，小球可以沿桿滑動(dòng)，與桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.4，這個(gè)裝置放在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，求小球無(wú)初速釋放后沿桿下滑的最大加速度和最大速度。第13題學(xué)后反思： 你對(duì)學(xué)案的意見(jiàn)： 課后作業(yè)：思考“問(wèn)題與練習(xí)” 2、3、4第五節(jié) 磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力答案自主學(xué)習(xí)1 洛倫茲力2 垂直穿入 正電荷運(yùn)動(dòng) 反方向 洛倫茲力3 FqvBsin4 不做功 改變5 馬鞍形同步檢測(cè)1、B；2、AD；3、C；4、C；5、C；6、B；7、m/s,方向向東偏轉(zhuǎn)；8、負(fù)電, 3.3m/s, 勻加速,1.1m；9、625m/s拓展提高1、2、3、4、5、6、B7、C8、 沿斜面向下9、B2q2r/m. Bq2/(2m) 10、水平向右，11、12、， .13、6ms2. 9.2ms