2019-2020学年人教版高中物理选修1-1《2.4磁场对运动电荷的作用》学案（含答案）

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1、第4讲磁场对运动电荷的作用目标定位1.知道什么是洛伦兹力，知道影响洛伦兹力方向的因素.2.会用左手定则判断有关带电粒子在磁场中运动方向的问题.3.了解电子束的磁偏转原理及其在技术中的应用一、洛伦兹力1物理学家洛伦兹首先提出，磁场对运动电荷有力的作用为了纪念他，人们称这种力为洛伦兹力2电子束在磁场中的偏转(1)没有磁场时，电子束沿直线运动(2)把电子射线管放在蹄形磁铁的两极之间后，电子束的径迹发生了弯曲二、洛伦兹力的方向带电粒子在运动时受到洛伦兹力，在宏观上表现为导线受到了安培力想一想通电导线在磁场中受到的安培力方向可以用左手定则来判断，既然安培力是洛伦兹力的宏观表现，那么洛伦兹力的方向是否也可

2、用左手定则判断？如果是，四指指向正电荷的运动方向还是负电荷的运动方向答案是在判断安培力的方向时四指指向电流方向，正电荷定向运动的方向为电流的方向，所以四指应指向正电荷的运动方向，与负电荷的运动方向相反三、电子束的磁偏转1没有磁场时，电子束是直进的，外加磁场以后，电子束的径迹变成圆形2磁场的强弱和电子的速度都能影响圆的半径四、显像管的工作原理电视显像管也用到了电子束磁偏转的原理一、对洛伦兹力的理解1定义：磁场对运动电荷的作用力叫洛伦兹力是由荷兰物理学家洛伦兹首先提出的2洛伦兹力的方向(1)安培力实际上是大量运动电荷在磁场中受洛伦兹力的宏观表现，所以洛伦兹力的方向也可由左手定则判定(2)左手定则：

3、伸开左手，使拇指跟其余四指垂直，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电荷运动的方向和磁感应强度B不一定垂直，但洛伦兹力的方向既与磁场方向垂直，又与电荷的运动方向垂直，即洛伦兹力垂直于v和B两者所决定的平面3洛伦兹力方向的特点(1)洛伦兹力的方向总是垂直于运动电荷速度方向和磁场方向确定的平面，所以洛伦兹力永远不做功(2)当电荷运动方向发生变化时，洛伦兹力的方向也随之变化(3)用左手定则判断负电荷在磁场中运动所受的洛伦兹力时，要注意将四指指向负电荷运动的反方向. 例1关于洛伦兹力的方向的判定，

4、以下说法正确的是()A用左手定则判定洛伦兹力的方向时，“四指指向”与电荷定向运动的方向相同B用左手定则判定洛伦兹力的方向时，“四指指向”与电荷运动形成等效电流的方向相同C正电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向即是该处磁场方向D若将在磁场中的运动电荷q换为q且速度方向反向，则洛伦兹力方向不变答案BD解析运用左手定则时，“四指指向”应沿电荷定向移动形成的等效电流方向，而不一定沿电荷定向移动方向，因为负电荷定向移动形成电流的方向与其运动方向反向通过左手定则所确定的洛伦兹力与磁场之间关系可知：两者方向相互垂直，而不是相互平行针对训练1 在如图所示的四幅图中，正确标明了带正电的粒子所受洛伦兹力F方向的是()答

5、案B二、洛伦兹力与安培力的区别和联系1区别：洛伦兹力是单个运动电荷在磁场中受到的力，而安培力是导体中所有定向移动的自由电荷受到的洛伦兹力的宏观表现2联系：洛伦兹力与安培力的方向一致，均可用左手定则进行判断例2关于静电力与洛伦兹力，以下说法正确的是()A电荷只要处在电场中，就会受到静电力，而电荷静止在磁场中，有可能受到洛伦兹力B静电力对在其电场中的电荷一定会做功，而洛伦兹力对在磁场中的电荷却不会做功C静电力与洛伦兹力一样，受力方向都在电场线和磁感线上D只有运动的电荷在磁场中才可能会受到洛伦兹力的作用答案D解析电荷受静电力及洛伦兹力的条件及两种力的方向规律都不同针对训练2关于安培力、电场力和洛伦磁

6、力，下列说法正确的是()A电荷在电场中一定受电场力作用，电荷在磁场中一定受洛伦兹力作用B电荷所受电场力一定与该处电场方向一致，电荷所受的洛伦兹力不一定与磁场方向垂直C安培力和洛伦兹力的方向均可用左手定则判断D安培力和洛伦兹力本质上都是磁场对运动电荷的作用，安培力可以对通电导线做功，洛伦兹力对运动电荷也做功答案C解析电荷在电场中一定受电场力作用，但是运动的电荷的速度方向与磁场方向不一致时电荷才受洛伦兹力的作用，选项A错误；正电荷所受电场力一定与该处电场方向一致，负电荷所受电场力一定与该处电场方向相反，选项B错误；安培力和洛伦兹力的方向均可用左手定则判断，选项C正确；洛伦兹力的方向与电荷的运动方向

7、永远垂直，所以洛伦兹力对电荷永不做功，选项D错误对洛伦兹力的理解1. 荷兰物理学家洛伦兹首先提出，磁场对运动电荷有力的作用为了纪念他，人们称这种力为_，该力的方向可以用_(填“左手定则”或“右手定则”)来判断答案洛伦兹力左手定则2带电荷量为q的粒子，在匀强磁场中运动，下面的说法中正确的是()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，速度反向且大小不变，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答案B解析影响洛伦兹力大小的因素有电荷量、速度大小、磁感应强度的大小及速度与磁感应强度的方向关系，A错

8、；由左手定则可知，洛伦兹力方向不变，速度、电荷量大小不变，则洛伦兹力大小也不变，B正确；当磁场方向与运动方向平行时，F0，C错；磁感应强度由磁场本身的性质决定，与洛伦兹力的大小无关，D错洛伦兹力与左手定则3一个不计重力的带正电荷的粒子，沿图241中箭头所示方向进入磁场，磁场方向垂直于纸面向里，则粒子的运动轨迹为()图241A圆弧a B直线bC圆弧c Da、b、c都有可能答案A解析根据左手定则可判断粒子所受洛伦兹力的方向向左，所以运动轨迹为圆弧a.4汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子如图242所示，把电子射线管(阴极射线管)放在蹄形磁铁的两极之间，可以观察到电子束偏转的方向是()图242A向上 B向下 C向左 D向右答案B解析根据左手定则可判断粒子所受洛伦兹力的方向向下