运动电荷在磁场中受到的力.ppt

5 运动电荷在磁场中受到的力,1经历实验探究洛伦兹力方向的过程，知道洛伦兹力的方向与电荷的运动方向和磁感应强度的方向都垂直，会用左手定则判断洛伦兹力的方向 2经历由安培力公式推导出洛伦兹力公式的过程，由此体会磁场中通电导线所受的安培力实际上是运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现，会计算洛伦兹力的大小 3知道电视显像管的基本构造及工作的基本原理.,运动电荷,宏观表现,磁感线,正电荷运动的方向,洛伦兹力,相反,垂直,二、电视显像管的工作原理 1电视显像管应用了电子束 的原理 2电子束打在荧光屏上的位置在偏转磁场的控制下一行一行的不断移动，这在电视技术中叫做 ,vB,vB,磁偏转,扫描,3演示实验 阴极射线管发出的电子束，图351甲中的径迹是 把电子射线管放在蹄形磁铁的磁场中，图351乙中电子束的径迹 ，若调换磁铁南北极的位置，则电子束的径迹会 .,一条直线,发生弯曲,向相反的方向弯曲,【典例1】 在图352所示的各图中，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,借题发挥 (1)确定洛伦兹力的大小时需明确“v”与“B”的方向夹角. (2)确定洛伦兹力的方向还需明确运动电荷的电性，特别注意负电荷的运动方向与左手四指的指向应相反,【变式1】 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353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,解析 由题图可知，直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 答案 B,【典例2】 两个完全相同的带等量的正电荷的小球a和b，从同一高度自由落下，分别穿过高度相同的水平方向的匀强电场和匀强磁场，如图354所示，然后再落到地面上，设两球运动所用的总时间分别为ta、tb，则( ) Atatb Btatb Ctatb D条件不足，无法比较,解析 a球进入匀强电场后，始终受到匀强电场水平向右的电场力F电qE作用，这个力不会改变a在竖直方向运动的速度，故它下落的总时间ta与没有电场时自由下落的时间t0相同b球以某一速度进入匀强磁场瞬间它就受到水平向右的洛伦兹力作用，这个力只改变速度方向，会使速度方向向右发生偏转，又因为洛伦兹力始终与速度方向垂直当速度方向变化时，洛伦兹力的方向也发生变化，不再沿水平方向,上图所示为小球在磁场中某一位置时的受力情况，从图中可以看出洛伦兹力F洛的竖直分量F1会影响小球竖直方向的运动，使竖直下落的加速度减小(小于g)，故其下落的时间tb大于没有磁场时小球自由下落的总时间t0.综上所述，tatb. 答案 C,借题发挥 虽然洛伦兹力不做功，但是它可以改变带电小球运动的速度方向，从而影响了带电小球的运动一般在分析带电物体在洛伦兹力作用下做曲线运动时，往往把物体的运动在两个互相垂直的方向上进行分解，分析洛伦兹力在不同方向上对物体的作用也可以根据动能定理分析解决,【变式2】 如图355所示，在竖直绝缘的水平台上，一个带正电的小球以水平速度v0抛出，落在地面上的A点，若加一垂直纸面向里的匀强磁场，小球仍能落到地面上，则小球的落点( ) A仍在A点 B在A点左侧 C在A点右侧 D无法确定,答案 C,【典例3】 在两平行金属板间，有如图356所示的互相正交的匀强电场和匀强磁场粒子以速度v0从两板的正中央垂直于电场方向和磁场方向射入时，恰好能沿直线匀速通过供下列各小题选择的答案有： A不偏转 B向上偏转 C向下偏转 D向纸内或纸外偏转,(1)若质子以速度v0从两板的正中央垂直于电场方向和磁场方向射入时，质子将_ (2)若电子以速度v0从两板的正中央垂直于电场方向和磁场方向射入时，电子将_ (3)若质子以大于v0的速度，沿垂直于电场方向和磁场方向从两板正中央射入，质子将_ (4)若增大匀强磁场的磁感应强度，其他条件不变，电子以速度v0沿垂直于电场和磁场的方向，从两极正中央射入时，电子将_ 解析 不难看出，本题的四个小题都是根据发散思维方法设计的为解决本题，必须从分析带电粒子在互相正交的匀强电场和匀强磁场中受力情况入手,答案 (1)A (2)A (3)B (4)C,【变式3】如图357所示，在平行带电金属板间有垂直于纸面向里的匀强磁场，质子、氘核、氚核沿平行于金属板方向，以相同动能射入两极板间，其中氘核沿直线运动，未发生偏转，质子和氚核发生偏转后射出，则：偏向正极板的是质子；偏向正极板的是氚核；射出时动能最大的是质子；射出时动能最大的是氚核以上说法正确的是( ) A B C D,答案 D,洛伦兹力的大小和方向 1如图358所示，阴极射线管(A为其阴极)放在蹄形磁铁的N、S两极间，射线管的A、B两极分别接在直流高压电源的_极和_极此时，荧光屏上的电子束运动轨迹_偏转(选填“向上”“向下”或“不”) 答案 负 正 向下,洛伦兹力的作用效果 2如图359所示，表面粗糙的斜面固定于地面上，并处于方向垂直纸面向外、强度为B的匀强磁场中质量为m、带电量为Q的小滑块从斜面顶端由静止下滑在滑块下滑的过程中，下列判断正确的是( ) A滑块受到的摩擦力不变 B滑块到达地面时的动能与B的大小无关 C滑块受到的洛伦兹力方向垂直斜面向下 DB很大时，滑块可能静止于斜面上,解析 据左手定则可知，滑块受到垂直斜面向下的洛伦兹力，C对随着滑块速度的变化，洛伦兹力大小变化，它对斜面的压力大小发生变化，故滑块受到的摩擦力大小变化，A错B越大，滑块受到的洛伦兹力越大，受到的摩擦力也越大，摩擦力做功越多，据动能定理，滑块到达地面时的动能就越小，B错由于开始时滑块不受洛伦兹力就能下滑，故B再大，滑块也不可能静止在斜面上，D错 答案 C,洛伦兹力的应用特例 3如图3510所示为一“滤速器”装置的示意图a、b为水平放置的平行金属板，一束具有各种不同速率的电子沿水平方向经小孔O进入a、b两板之间为了选取具有某种特定速率的电子，可在a、b间加上电压，并沿垂直于纸面的方向加一匀强磁场，使所选电子仍能够沿水平直线OO运动，从O射出不计重力作用可能达到上述目的的办法是( ),A使a板电势高于b板，磁场方向垂直于纸面向里 B使a板电势低于b板，磁场方向垂直于纸面向里 C使a板电势高于b板，磁场方向垂直于纸面向外 D