人教版(新教材)高中物理選擇性必修2學案2：1 2磁場對運動電荷的作用力

人教版(新教材)高中物理選擇性必修第二冊PAGEPAGE211.2磁場對運動電荷的作用力〖學習目標〗1.知道什么是洛倫茲力，會用左手定則判斷洛倫茲力的方向。2.掌握洛倫茲力公式的推導過程，會用公式分析求解洛倫茲力。3.了解電視顯像管的基本構造和工作原理?！甲灾黝A習〗一、洛倫茲力的方向和大小1．洛倫茲力(1)定義：在磁場中受到的力。(2)洛倫茲力與安培力的關系：通電導體在磁場中所受的安培力是導體中運動電荷所受洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，而洛倫茲力是安培力的本質(zhì)。2．洛倫茲力的方向(1)左手定則：伸開左手，使拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一個平面內(nèi)；讓磁感線從掌心垂直進入，并使四指指向運動的方向，這時拇指所指的方向就是運動的在磁場中所受洛倫茲力的方向，負電荷受力的方向與正電荷受力的方向。(2)洛倫茲力方向的特點：F⊥B，F(xiàn)⊥v，即F垂直于B和v所決定的平面。3．洛倫茲力的大小(1)當v與B成θ角時：F＝。(2)當v⊥B時：F＝。(3)當v∥B時：F＝。二、電視顯像管的工作原理1．構造：如圖所示，由電子槍、和熒光屏組成。2．原理(1)電子槍。(2)電子束在磁場中。(3)熒光屏被電子束撞擊發(fā)光。3．掃描：在偏轉區(qū)的水平方向和豎直方向都有偏轉磁場，其方向、強弱都在，使得電子束打在熒光屏上的光點從上向下、從左向右不斷移動。4．偏轉線圈：使電子束偏轉的磁場是由產(chǎn)生的?！夹抡n學習〗一洛倫茲力的方向1．沒有磁場時，接通高壓電源可以觀察到什么現(xiàn)象？2．光束實質(zhì)上是什么？3．若在電子束的路徑上加磁場，可以觀察到什么現(xiàn)象？1．決定洛倫茲力方向的三個因素：電荷的正負、速度方向、磁感應強度的方向。當電性一定時，其他兩個因素決定洛倫茲力的方向，如果只讓一個反向，則洛倫茲力必定反向；如果讓兩個同時反向，則洛倫茲力方向不變。2．洛倫茲力的特點：洛倫茲力的方向隨電荷運動方向的變化而變化。但無論怎樣變化，洛倫茲力都與電荷運動方向垂直，故洛倫茲力永不做功，它只改變電荷的運動方向，不改變電荷的速度大小。3．用左手定則判定負電荷在磁場中運動所受的洛倫茲力時，應注意將四指指向負電荷運動的反方向。二洛倫茲力大小1．洛倫茲力大小的推導(導線與磁場垂直的情況)如圖所示，設有一段長度為L的通電導線，垂直放入磁感應強度為B的勻強磁場中。若導線中的電流為I，則該導線所受的安培力大小為F安＝ILB。若導線的橫截面積為S，單位體積內(nèi)含有的自由電荷數(shù)為n，每個自由電荷的電荷量為q，定向移動的速度為v，則在時間t內(nèi)通過截面的電荷量Q＝nSvtq。由電流的定義知I＝eq\f(Q,t)＝eq\f(nSvtq,t)＝nSvq，這段導線內(nèi)含有的自由電荷數(shù)為N＝nSL。整段導線所受的安培力F安可看成是作用在每個運動電荷上的洛倫茲力F的合力，即F安＝NF，則每個自由電荷所受洛倫茲力F的大小為F＝qvB。2．洛倫茲力與電場力的比較洛倫茲力電場力產(chǎn)生條件(1)電荷相對于磁場運動(2)運動方向與磁場方向不平行只要電荷在電場中，就一定受到電場力的作用大小F＝qvBsinθF＝qE受力方向垂直于B和v所決定的平面，但B和v不一定垂直沿著電場線的切