引导学生进一步学会观察、分析、推理,培养学生的科学思维和研究方法。让学生认真体会科学研究最基本的思维方法:“推理-假设-实验验证”。
[自主学习]
想一想:是不是所有的运动电荷都受磁场的作用呢?受到磁场作用力的大小和方向又是怎样的呢?
填一填:带电粒子在磁场中所受的力称为洛伦兹力,而通电导线所受到的安培力是洛伦兹力的宏观表现,因而洛伦力的方向也可以用左手定则进行判断,具体如下:伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直,且与都手掌在同一平面内,让磁感线从掌心进入,并使四指指向正电荷的运动方向,此时拇指所指的方向就是运动的正电荷所受到的洛伦兹力的方向。判断负电荷所受洛伦兹力时,四指的方向应指向负电运动的反方向。
填一填:电流的微观表达式I=,代入安培力公式得:F安=,则运动电荷所受洛伦兹力为:F= ,为磁场方向与电荷运动方向的夹角,当时,洛伦兹力F=0,当时,洛伦兹力F=。
做一做:电视机的显像管就是利用了电子束的磁偏转制作的,由于显像管的整个荧光屏都可发光,故在偏转区域的水平和竖直方向都有偏转线圈所产生的磁场,且磁场的强弱和方向都在不断的变化。
点一点:由左手定则可知洛伦兹力的方向与速度的方向垂直,那么这个力有怎样的特点呢?会不会对粒子做功呢?
[典例剖析]
[例1]关于带电粒子所受洛伦兹力F和磁感应强度B及粒子速度v三者之间的关系,下列说法中正确的是
A.F、B、v三者必定均保持垂直
B.F必定垂直于B、v,但B不一定垂直于v
C.B必定垂直于F、v,但F不一定垂直于v
D.v必定垂直于F、B,但F不一定垂直于B
解析:根据左手定则,洛伦兹力垂直于B,也垂直于v,垂直于B与v所决定的平面,但B与v不一定垂直.
答案:B
[例2]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
答案:D
☆洛伦兹力的大小
[例3]如图所示,匀强磁场方向水平向里,匀强电场方向竖直向下,有一正离子恰能沿直线从左向右水平飞越此区域。则
A.若电子从右向左飞入,电子也沿直线运动
B.若电子从右向左飞入,电子将向上偏转
C.若电子从右向左飞入,电子将向下偏转
D.若电子从左向右飞入,电子也沿直线运动
解析:若电子从右向左飞入,电场力向上,洛伦兹力也向上,所以上偏,B正确;若电子从左向右飞入,电场力向上,洛伦兹力向下。由题意,对正电荷qE=Bqv,与q无关,所以对电子二者也相等,所以电子从左向右飞,做匀速直线运动.
答案:BD
[例4]一个长螺线管中通有电流,把一个带电粒子沿中轴线方向射入(若不计重力影响),粒子将在管中
A.做圆周运动 B.沿轴线来回运动
C.做匀加速直线运动 D.做匀速直线运动
解析:通电长螺线管内部的磁场方向始终与中轴线平行,带电粒子沿磁场方向运动时,不受洛伦兹力,所以一直保持原运动状态不变,正确答案是D。
答案:D
[课堂训练]
1、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,一定受到洛伦兹力的作用
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.洛伦兹力既不能改变带电粒子的动能,也不能改变带电粒子的动量
D.洛伦兹力对带电粒子不做功
通过观察,形成洛伦兹力的概念,同时明确洛伦兹力与安培力的关系(微观与宏观),洛伦兹力的方向也可以用左手定则判断。通过思考与讨论,推导出洛伦兹力的大小公式F=qvBsinθ。最后了解洛伦兹力的一个应用--电视显像管中的磁偏转。
5、了解电视显像管的工作原理
4、了解v和B垂直时的洛伦兹力大小及方向判断.理解洛伦兹力对电荷不做功.
3、掌握垂直进入磁场方向的带电粒子,受到洛伦兹力大小的计算.
2、知道洛伦兹力大小的推理过程.
1、知道什么是洛伦兹力.利用左手定则判断洛伦兹力的方向.
4.(★★★★★)有机物A的式量为128,燃烧只生成CO2和H2O。
(1)写出A的可能的三种化学式____________、____________、____________。
(2)若A能与纯碱溶液反应,且分子结构中含有一个六元碳环,环上的一个氢原子被氨基取代所得产物为B,B的同分异构体甚多,其中含有一个六元环和一个硝基的同分异构体有_____种。
3.(★★★★)已知某有机物A的式量为92。
(1)若A不能使溴水褪色,但能使酸性高锰酸钾溶液褪色,则A分子式为____________,结构简式为____________。
(2)若A为油脂水解产物,且知A与浓硫酸和浓硝酸的混合物反应可制得烈性炸药,则A的分子式是____________,结构简式是____________。
2.(★★★★)某有机物的式量为180,则:
(1)该有机物____________(填“可能”或“不可能”)是饱和烃。
(2)若该有机物含氧,且烃基饱和,则可能____________或____________(写名称)。
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