《人教版（2019）高中物理选择性必修第二册导学单》1.2 磁场对运动电荷的作用力 参考答案

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V
1.2 磁场对运动电荷的作用力
【学习目标】
1. 通过实验，认识洛伦兹力。能判断洛伦兹力的方向，会计算洛伦兹力的大小。了解洛
伦兹力在生产生活中的应用。
2. 0 经历由安培力公式推导出洛伦兹力公式的过程，体会模型建构与演绎推理的方法。经
历一般情况下洛伦兹力表达式的得出过程，进一步体0会矢量分析的方法。
3. 了解显像管的基本构造及工作的基本原理，认识电子束的磁偏转，体会物理知识与科学
技术的关系。
【开启新探索】
磁场对通电导线的作用力称安培力。磁场对不通电的导线有没有作用力？思考一下，
为什么导体在磁场中会有这样的表现？
【质疑提升 1】洛伦兹力的方向
1. 阴极射线管的左右两个电极分别连接到高压电源两极时，阴极发射的电子在强电场的作
用下加速飞向阳极。 观察实验：不加磁场时，电子束做怎样的运动？加磁场时，电子
束做怎样的运动？本实验有怎样的意义？
2. 什么是洛伦兹力？洛伦兹力与安培力有着怎样的关系呢？
洛伦兹力： 在 中受到的力称洛伦兹力。
安培力是洛伦兹力的 表现，洛伦兹力是安培力的 本质。
3. 结合实验中阴极射线管发出的电子在磁场作用下的偏转方向、安培力方向的判断方法，
思考：如何判定运动电荷在磁场中洛伦兹力的方向？如图所示，试判定正电荷的
受力方向。
4. 洛伦兹力方向的判定方法？
（1）左手定则：伸开 ，使 与其余 垂直，并且都与 在
内；让磁感线从 垂直进入，并使 指向 运动的方向，这
时 所指的方向就是运动的 电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向。
（2） 负电荷受力的方向与正电荷受力的方向相 ；当电荷速度方向与磁场方向平行
时，粒子 。
（3） 洛伦兹力的方向与带电粒子速度的方向 ，所以洛伦兹力对粒子 。
（做功、不做功）
【学以致用 1】
1. 试判断图中所示的带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向。
θ
2. 下列说法正确的是( )
A．运动电荷在磁感应强度不为零的地方，一定受到洛伦兹力作用
B．运动电荷在某处不受洛伦兹力作用，则该处的磁感应强度一定为零
C．洛伦兹力能改变带电粒子的动能
D．洛伦兹力对带电粒子不做功
3. 如图所示，匀强磁场的方向垂直纸面向里， P和Q是两个从 O点射出的带电粒子的
运动径迹，由此可知(　　)
A．径迹 P和Q的粒子电性都为正
B．径迹 P和Q的粒子电性都为负
C．径迹 P的粒子电性为正，径迹 Q的粒子电性为负
D．径迹 P的粒子电性为负，径迹 Q的粒子电性为正
4． 初速度为 v0的电子，沿平行于通电长直导线的方向射出，直导线中电流方向与电子的
初始运动方向如图所示，则(　　)
A．电子将向右偏转，速率不变 B．电子将向左偏转，速率改变
C．电子将向左偏转，速率不变 D．电子将向右偏转，速率改变
【质疑提升 2】洛伦兹力的大小、电子束的磁偏转
1. 我们知道，在磁感应强度为 B的匀强磁场中，磁场与导体垂直时，安培力可由
F=BIL 求解。试通过安培力和洛沦兹力的关系，找出带电量为 q的电荷，以速度
v垂直进入匀强磁场，电荷所受洛伦兹力的大小？
2. 当电荷运动方向与磁场方向夹角为时，电荷所受的洛伦兹力又为多少？
3. 结合对洛伦兹力大小和方向的认识，阅读课本 P9，了解电子束的磁偏转现象
及应用，并分析“思考和讨论”中的相关问题。
【学以致用】
1. 两个带电粒子以相同的速度垂直磁感线方向进入同一匀强磁场，两粒子质量
之比为 1：4，电荷量之比为 1：2，则两带电粒子受洛伦兹力之比为(　　)
A.2 1∶B.1 1∶C.1 2∶D.1 4∶
2. 如图所示，带电油滴以水平向右的速度 v0垂直进入磁场，恰做匀速直线运
动，若油滴质量为 m，磁感应强度为 B，则油滴带 电荷，电荷量为
。(正、mg/Bv)
3. 如图所示，足够长的竖直绝缘墙壁右侧存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁
感应强度为 B，一质量为 m、带电量为-q的绝缘物块与绝缘墙壁之间的动
摩擦因数为μ，重力加速度为 g，现将小物块紧贴竖直墙壁由静止释放，则在小物块下
落的过程中，下列说法正确的是 (　　)
A.小物块下落的过程中会与墙壁分离
B.小物块向下运动的过程中速度先增大后减小
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