【创新设计】学高中物理人教版选修运动电荷在磁场中受到的力.pptVIP

洛伦兹力的应用特例 3．如图3－5－10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．使a板电势低于b板，磁场方向垂直于纸面向外 解析　电子能够沿水平直线运动说明电子在平行金属板间受电场力和洛伦兹力平衡．当a板电势高于b板时，电子所受电场力向上，则洛伦兹力应向下，由左手定则可判定B垂直于纸面向里，故A项正确，同理可得D项也正确． 答案　AD 单击此处进入 活页规范训练 自主学习 名师解疑 分类例析 活页限时训练 课堂对点演练 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 ． v⊥B v∥B 磁偏转 扫描 3．演示实验 阴极射线管发出的电子束，图3－5－1甲中的径迹是 ．把电子射线管放在蹄形磁铁的磁场中，图3－5－1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 　　对象 内容　　 洛伦兹力 电场力 作用对象 仅在运动电荷的速度方向与B不平行时，运动电荷才受到洛伦兹力 带电粒子只要处在电场中，一定受到电场力 大小方向 F洛＝qvBsin θ，方向与B垂直，与v垂直，用左手定则判断 F电＝qE，方向与E同向或反向 特　点 洛伦兹力永不做功 电场力可做正(或负)功 【典例1】 在图3－5－2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θ. (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3－5－3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3－5－4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(　　)． A．ta＝tb B．ta＞tb C．ta＜tb 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，ta＜tb. 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