《2025年金版教程高中新课程创新导学案高中物理选择性必修第二册人教版》

实践提升
　　例1(多选)1896年,法国物理学家贝克勒尔发现，铀和含铀的矿物能够发出看不见的射线，它能穿透黑纸使照相底版感光。如图所示，这种射线的粒子流进入磁场中分裂成①、②、③三束,则(　　　)

　　
A.①一定带正电　　B.②一定带正电
　　
C.③一定带负电　　D.②一定带负电
　　

[实践探究]电荷所受洛伦兹力沿什么方向？

答案： [规范解答] ①粒子向左偏,说明①粒子受到的洛伦兹力方向向左,由左手定则可知,①粒子带正电;同理可知③粒子带负电;由于②粒子不偏转,则②粒子不带电。故A、C正确,B、D错误。[答案] AC
@@提示:指向轨迹凹侧。

[变式训练1]　在下列各图中，运动电荷的速度方向、磁感应强度方向和电荷的受力方向之间的关系正确的是　　　　　　　　　　　(　　　)
　

答案： A [根据左手定则可判断A中电荷的受力方向向下,B中电荷的受力方向向上,A正确,B错误;C、D中电荷的速度方向与磁场方向平行,电荷不受洛伦兹力作用,C、D错误。]

探究2 洛伦兹力的大小
仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。
　　　

师生互动
活动1:既然安培力是洛伦兹力的宏观表现，我们就可以尝试由安培力的表达式推导出洛伦兹力的表达式。由最简单的情况入手，如图所示，设静止导线中定向运动的带电粒子的速度都是v，单位体积内的粒子数为n，粒子的电荷量为q，那么时间t内通过导线横截面S的粒子数N和电流I分别是多大？
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活动2:图中这段长为vt的导线所受的安培力F安是多大?
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活动3:每个粒子所受的力为洛伦兹力F洛，试求出F洛。
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活动4:如果图中的电流和磁场方向不垂直，活动3所得F洛的表达式还成立吗？
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答案： 活动1:提示:时间t内通过横截面S的粒子数N = nvtS,则电流$I=\frac{Nq}{t}=nqSv$。活动2:提示:$F_{安}=IlB=nqSv\cdot vtB=nqSv^{2}tB$。活动3:提示:$F_{洛}=\frac{F_{安}}{N}=qvB$。活动4:提示:如果图中的电流和磁场方向不垂直,则$F_{安}=IlBsin\theta$,洛伦兹力的表达式也要做相应的修正,即$F_{洛}=qvBsin\theta$,$\theta$是v与B的夹角。