高考物理 磁场对运动电荷的作用教案 新人教版.doc

§8.3磁场对运动电荷的作用
复习目标：洛仑兹力及方向(Ⅰ级)洛仑兹力公式(Ⅱ级)带电粒子在匀强磁场中的运动(Ⅱ级)
复习重点：带电粒子在匀强磁场中圆周运动的处理方法
复习难点：找圆心、确定半径的方法
一、前置性补偿
（一）情境设置：若有一段长度为L的通电导线，横截面积为S，单位体积中含有的自由电荷数为n，每个自由电荷的电量为q，定向移动的平均速率为v，将这段导线垂直于磁场方向放入磁感应强度为B的磁场中。推导洛仑兹力的表达式；
思考：1.这段导线中电流I的微观表达式是多少？
2.这段导体所受的安培力为多大？
3.这段导体中含有多少自由电荷数？
4.每个自由电荷所受的洛伦兹力大小为多大？
可推导出：f＝_____________
若速度方向与磁感应强度的方向成θ，Ｆ＝_____________
（1）当=90°，即v的方向与B的方向垂直时，f=，这种情况下洛仑兹力。
（2）当=0°，即v的方向与B的方向平行时，f=最小。
（3）当v=0，即电荷与磁场无相对运动时，f=，表明了一个重要结论：磁场只对相对于磁场运动的电荷有作用力，而对相对磁场静止的电荷没有作用力。
思考：5.洛仑兹力与安培力的关系如何？
思考：6.洛仑兹力的方向判定方法是什么？
（二）带电粒子在匀强磁场中的运动
1、如果带电粒子的运动方向与磁场方向平行，则粒子不受磁场的作用力，仍作
2、如果带电粒子的运动方向与磁场方向互相垂直，则粒子将在平面作运动
3、试推导带电粒子在匀强磁场作匀速圆周运动的半径R=？其运动周期T=？

4、带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动中的对称性
练习、如图，虚线上方存在磁场(强度为B)，一带电粒子质量m、电量+q、若它以速度v沿与虚线成300、900、1500、1800角分别射入，请你作出上述几种情况下粒子的轨迹、并求出其在磁场中运动的时间？

小结：对称性应用
①从同一边界射入的粒子，从同一边界射出时，速度与边界的夹角相等。
②在圆形磁场区域内，沿半径方向射入的粒子，必沿半径方向射出。
二、典例探究
例1、如图所示的是磁感应强度B、正电荷速度v和磁场对电荷的作用力F三者方向的相互关系图（其中B垂直于F与v决定的平面，B、F、v两两垂直）。其中正确的是（）

例2、如图所示，一个不计重力的带电粒子（质量为m，电量为-q）两次以同样的垂直于场线的初速度v0分别穿越匀强电场区和匀强磁场区，场区的宽度均为L，偏转角度均为，请求解电场强度和磁感应强度?

小结：（1）分析电偏转和磁偏转的区别?
（2）处理带电粒子在匀强磁场中运动的基本方法？

例3、如右图，一束电子(电量为e)以速度vo垂直射入磁感应强度为B，宽
度为d的匀强磁场中，穿过磁场时速度方向与电子原来入射方向的夹角
是30度，则电子的质量多大？穿过磁场所用的时间？

拓展：(1)若保持速度方向不变，则电子穿越磁场的最小速度为多大？
(2)若保持速度v大小不变，则电子刚好穿越时的入射方向？
★(3)能实现电子刚好穿越的最小速度为多大？

三、形成性检测
1．如图所示，带电粒子所受洛伦兹力方向垂直纸面向外的是（）

2.如图所示,MN为两个匀强磁场的分界面,两磁场的磁感应强度大小的关系为B1=2B2.一带电荷量为+q、质量为m的粒子从O点垂直MN进入磁感应强度为B1的磁场,则经过多长时间它将向下再一次通过O点（）
A. B.
C. D.
3、一个质量为m，带电量为+q的粒子(不计重力)，从0点处沿十y方向以初速度Vo射入一个边界为矩形的匀强磁场中，磁场方向垂直于xy平面向里，它的边界分别是y=0，y=a，x=-1.5a，x=1.5a，如右图所示．改变磁感应强度B的大小，粒子可从磁场的不同边界射出，
当B满足条件时，粒子将从上边界射出，
当B满足条件时，粒子将从左边界射出，
当B满足条件时，粒子将从下边界射出．