第頁(yè)四、磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)脈絡(luò)1.理解安培力是導(dǎo)線中定向運(yùn)動(dòng)的電荷受到的洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)．(難點(diǎn))2．學(xué)會(huì)用左手定則判斷帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)方向的問(wèn)題．(重點(diǎn))3．知道電子束的磁偏轉(zhuǎn)原理及其在技術(shù)中的應(yīng)用．(難點(diǎn))洛倫茲力eq\o([先填空])1．定義磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的力叫洛倫茲力．2．洛倫茲力與安培力的關(guān)系通電導(dǎo)線受到的安培力，是導(dǎo)線中定向運(yùn)動(dòng)的電荷受到的洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)．3．洛倫茲力的方向洛倫茲力的方向遵循左手定則．即伸開(kāi)左手，使拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在同一個(gè)平面內(nèi)，讓磁感線穿入手心，并使四指指向正電荷運(yùn)動(dòng)的方向，那么，拇指所指的方向就是運(yùn)動(dòng)的正電荷在磁場(chǎng)中所受洛倫茲力的方向；負(fù)電荷的受力方向與正電荷的受力方向相反．eq\o([再判斷])1．靜止的電荷在磁場(chǎng)中不受洛倫茲力．(√)2．電荷若沿磁場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)不受洛倫茲力．(√)3．洛倫茲力的方向總是與粒子運(yùn)動(dòng)方向垂直．(√)eq\o([后思考])1．洛倫茲力與安培力有何關(guān)系？【提示】安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，洛倫茲力是安培力的微觀本質(zhì)．2．安培力可以做功，洛倫茲力是否也可以做功？【提示】洛倫茲力總與速度方向垂直，永不做功．對(duì)洛倫茲力的理解1．洛倫茲力與安培力的關(guān)系通電導(dǎo)線受安培力是內(nèi)部大量定向移動(dòng)電荷受洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)；而洛倫茲力是安培力的微觀本質(zhì)．2．洛倫茲力的作用特點(diǎn)由于洛倫茲力遵守左手定則，其方向總是與電荷的運(yùn)動(dòng)方向垂直，因此洛倫茲力只改變速度方向不改變速度大小，對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷不做功．3．洛倫茲力和電場(chǎng)力的比較洛倫茲力電場(chǎng)力性質(zhì)磁場(chǎng)對(duì)在其中運(yùn)動(dòng)電荷的作用力電場(chǎng)對(duì)放入其中電荷的作用力產(chǎn)生條件磁場(chǎng)中靜止電荷、沿磁場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)的電荷不受洛倫茲力電場(chǎng)中的電荷無(wú)論是靜止還是沿任何方向運(yùn)動(dòng)，都要受到電場(chǎng)的作用力方向①方向由電荷正負(fù)、磁場(chǎng)方向以及電荷運(yùn)動(dòng)方向決定，各方向之間關(guān)系遵循左手定則②洛倫茲力方向一定垂直于磁場(chǎng)方向以及電荷運(yùn)動(dòng)方向(電荷運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向不一定垂直)①方向由電荷正負(fù)、電場(chǎng)方向決定②正電荷受力方向與電場(chǎng)方向一致，負(fù)電荷受力方向與電場(chǎng)方向相反做功情況一定不做功可能做正功，可能做負(fù)功，也可能不做功1．如圖2-4-1所示，一細(xì)線懸吊小球，在垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向的豎直平面內(nèi)擺動(dòng)，C點(diǎn)為小球運(yùn)動(dòng)的最低位置，則()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：46852033】圖2-4-1A．小球從等高的A點(diǎn)、B點(diǎn)分別擺至C點(diǎn)時(shí)速度大小相等B．小球從與A等高的B點(diǎn)擺至C點(diǎn)時(shí)比從A點(diǎn)擺至C點(diǎn)時(shí)速度大C．如果小球帶正電，則小球從A點(diǎn)擺至C點(diǎn)的速度比從B點(diǎn)擺至C點(diǎn)時(shí)大D．如果小球帶負(fù)電，則小球從A點(diǎn)擺至C點(diǎn)的速度比從B點(diǎn)擺至C點(diǎn)時(shí)大【解析】由于洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)小球不做功，所以不論是正電荷還是負(fù)電荷，不論是從A點(diǎn)還是從B點(diǎn)擺至C點(diǎn)，機(jī)械能均守恒，所以選項(xiàng)B、C、D錯(cuò)，選項(xiàng)A對(duì).【答案】A2．(多選)關(guān)于電場(chǎng)力和洛倫茲力，下列說(shuō)法正確的是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：46852034】A．電荷只要處在電場(chǎng)中，就會(huì)受到電場(chǎng)力，而電荷靜止在磁場(chǎng)中，不可能受到磁場(chǎng)力B．電場(chǎng)對(duì)在其中的電荷一定會(huì)做功，而磁場(chǎng)力對(duì)其中的電荷都不會(huì)做功C．電場(chǎng)力和洛倫茲力一樣，受力方向都在電場(chǎng)線和磁感線上D．只有運(yùn)動(dòng)的電荷在磁場(chǎng)中才可能受到洛倫茲力的作用【解析】電荷在電場(chǎng)中一定受到電場(chǎng)力的作用，但只有運(yùn)動(dòng)的電荷才可能受到磁場(chǎng)力的作用，洛倫茲力永遠(yuǎn)不做功．【答案】AD3．(多選)一個(gè)電子穿過(guò)某一空間而未發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：46852035】A．此空間一定不存在磁場(chǎng)B．此空間可能有磁場(chǎng)，方向與電子速度方向平行C．此空間可能有磁場(chǎng)，方向與電子速度方向垂直D．此空間可能有正交的磁場(chǎng)和電場(chǎng)，它們的方向均與電子速度方向垂直【解析】依據(jù)對(duì)洛倫茲力的說(shuō)明可知：當(dāng)v的方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向平行時(shí)，運(yùn)動(dòng)電荷不受洛倫茲力的作用，帶電粒子仍然以速度v做勻速直線運(yùn)動(dòng)．因此一個(gè)電子穿過(guò)某一空間而未發(fā)生偏轉(zhuǎn)不能說(shuō)此空間一定存在磁場(chǎng)，只能說(shuō)明此空間可能有磁場(chǎng)，方向與電子速度方向平行，或者說(shuō)明此空間可能有正交的磁場(chǎng)和電場(chǎng)，它們的方向均與電子速度方向垂直，導(dǎo)致電子所受合力為零．因此，本題的正確選項(xiàng)為B、D.【答案】BD1．電荷在電場(chǎng)中一定受電場(chǎng)力，而在磁場(chǎng)中不一定受洛倫茲力．2．洛倫茲力方向與速度方向一定垂直，而電場(chǎng)力的方向與速度方向無(wú)必然聯(lián)系．顯像管的工作原理eq\o([先填空])1．在洛倫茲力演示儀中可以觀察到，沒(méi)有磁場(chǎng)時(shí)，電子束是直進(jìn)的，外加磁場(chǎng)以后，電子束的徑跡變成圓形．磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和電子的速度都能影響圓的半徑．2．電視機(jī)顯像管中電子束的偏轉(zhuǎn)利用的就是運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到洛倫茲力的原理來(lái)工作的．3．顯像管中有一個(gè)陰極，工作時(shí)它能發(fā)射電子，熒光屏被電子束撞擊就能發(fā)光．電子束經(jīng)過(guò)水平偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和豎直偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，且偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的強(qiáng)弱都在不斷變化，因此電子束打在熒光屏上的光點(diǎn)不斷移動(dòng)．eq\o([再判斷])1．電視機(jī)顯像管中電子束的偏轉(zhuǎn)是利用洛倫茲力．(√)2．電子束撞擊熒光屏?xí)r熒光屏?xí)l(fā)光．(√)3．電視機(jī)顯像管中若磁場(chǎng)加強(qiáng)，電子束偏轉(zhuǎn)幅度變?。?×)eq\o([后思考])1．磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用是什么？【提示】運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中會(huì)受力，叫做洛倫茲力．2．帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，根據(jù)什么來(lái)判定其受力方向？【提示】用左手定則來(lái)判斷．1．電子束的磁偏轉(zhuǎn)電子束在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，若速度方向與磁場(chǎng)方向垂直，根據(jù)左手定則，運(yùn)動(dòng)電荷所受洛倫茲力方向始終與其速度方向垂直．因此洛倫茲力不能改變運(yùn)動(dòng)電荷速度的大小，只能改變速度的方向，使其發(fā)生偏轉(zhuǎn)．2．顯像管的工作原理(1)工作原理：顯像管工作時(shí)，陰極發(fā)射電子，加速后電子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)、磁場(chǎng)作用下打到熒光屏上不同位置，熒光屏因大量電子撞擊發(fā)光而形成圖象．(2)掃描：電子束打在熒光屏上的光點(diǎn)，按一定規(guī)則不斷在水平方向、豎直方向移動(dòng)叫掃描．電子束從最上一行到最下一行掃描一遍叫做一場(chǎng)，電視機(jī)中每秒要進(jìn)行50場(chǎng)掃描．4．(多選)如圖2-4-2所示，一陰極射線管，左側(cè)不斷有電子射出，若在管的正下方放一通電直導(dǎo)線AB時(shí)，發(fā)現(xiàn)射線的徑跡向下彎曲，則()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：46852036】圖2-4-2A．導(dǎo)線中的電流從A到BB．導(dǎo)線中的電流從B到AC．若要使電子束的徑跡向上彎曲，可以改變AB中的電流方向來(lái)實(shí)現(xiàn)D．電子束的徑跡與AB中的電流方向無(wú)關(guān)【解析】電子在通電直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，無(wú)論直導(dǎo)線中的電流方向如何，電子的運(yùn)動(dòng)速度都是和磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向是垂直的．根據(jù)左手定則，由于是負(fù)電荷，四指應(yīng)指向左方，根據(jù)電子的偏轉(zhuǎn)方向可以確定磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向?yàn)榇怪奔埫嫦蚶铮鶕?jù)安培定則，導(dǎo)線中的電流方向?yàn)锽到A.如果導(dǎo)線中的電流方向相反，則其產(chǎn)生磁場(chǎng)方向也相反，會(huì)影響到電子的偏轉(zhuǎn)方向，所以本題的正確選項(xiàng)是B、C.【答案】BC5．如圖2-4-3為說(shuō)明電視機(jī)顯像管偏轉(zhuǎn)線圈作用的示意圖．當(dāng)線圈中通過(guò)圖示方向的電流時(shí)，一束沿中心軸線O自紙內(nèi)射向紙外的電子流，將()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：46852037】圖2-4-3A．向左偏轉(zhuǎn) B．向右偏轉(zhuǎn)C．向上偏轉(zhuǎn) D．向下偏轉(zhuǎn)【解析】根據(jù)左右兩側(cè)通電螺線管的電流方向，可判斷出磁場(chǎng)的方向．在O點(diǎn)，磁感線的方向?yàn)樨Q直向上，再由左手定則判斷出電子受到向右的洛倫茲力，故電子流向右偏轉(zhuǎn)，B項(xiàng)正確．【答案】B6．如圖2-4-4所示，如果在電子射線管上方平行于管軸放置一根載流導(dǎo)線，電流方向如圖所示，電