课题运动电荷在磁场中的具体应用（第1课时）550 班级：姓名：小组：
学习目标
1．根据洛伦兹力的特点，理解带电粒子垂直进入磁场做匀速圆周运动。

2．以洛伦兹力为向心力推导出带电粒子在磁场中做圆运动的半径
qB
mv
R=和周期qB
m
T
π2
=，并讨论它们的物理意义。

3．掌握速度选择器和磁流体发电机、霍尔效应的工作原理和计算方法。

学习重点
1．洛伦兹力f=Bqv的应用是该节课的重点。

2．洛伦兹力作为向心力，是使运动电荷在磁场中做匀速圆周运动的原因。

结合圆周
运动的运动学知识和动力学知识推导
qB
mv
R=和周期
qB
m
T
π2
=是本节的难点。

学习
难点
对速度选择器和质谱仪的工作原理的理解和掌握也是本节的重点和难点。

导学流程
静心自学提问：如图所示，当带电粒子q以速度v分别垂直进入匀强电场和匀强磁场中，它们将做
什么运动？（如图1所示）
2.速度选择器的工作原理
【探究一】
①带电粒子（带正电）q以速度v垂直进入匀强电场，受电场力作用，运动方向将发
生偏转，如图2所示。

若在匀强电场范围内再加一个匀强磁场，使该带电粒子的运动不偏
转，求所加匀强磁场的方向和磁感应强度的大小。

②若将一个能通过某速度选择器的正电荷换成一个电量相等速度不变的负电荷，它还
能通过该速度选择器吗？为什么？
③若带电粒子q以速度V垂直进入电场，从右方进入，能直线通过选择器吗？（加①中的
磁场）
疑
问
记
录
激
情
互
学
磁流体发电是一项新兴技术，它可以把气体的内能直接转化为电能，图是磁流体发电
机的装置：Ａ、Ｂ组成一对平行电极，两极间距为ｄ,内有磁感强度为Ｂ的匀强磁场，
现持续将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量带正电和带负电的微粒，而
从整体来说呈中性）垂直喷射入磁场，每个离子的速度为ｖ，电量大小为ｑ，忽略两
极之间等效内阻，稳定时，电势较高的是____________极，磁流体发电机的电动势Ｅ
＝____________，外电路电阻为Ｒ，则Ｒ所消耗的功率为Ｐ＝____________．
精
讲
助
学
如图所示，厚度为h、宽度为d的导体板放在垂直于它的磁感应强度为B的匀强磁场
中，当电流通过导体板时，在导体板的上侧面A和下侧面A′之间会产生电势差，这
种现象称为霍尔效应。

实验表明，当磁场不太强时，电势差U、电流I和B的关系为
U＝k
IB
d
，式中的比例系数k称为霍尔系数。

设电流I是由自由电子的定向流动形成的，电子的平均定向移动速度为v，电荷量为
e，回答下列问题：
(1)达到稳定状态时，导体板上侧面A的电势________下侧面A′的电势(填“高
于”“低于”或“等于”)；
(2)电子所受的洛伦兹力的大小为________；
(3)当导体板上下两侧之间的电势差为U时，电子所受静电力的大小为________；
(4)证明霍尔系数为k＝
1
ne
，其中n代表导体内单位体积中自由电子的个数．
说明：
格式要求：
（1）标题：格式为“课题名称（第一课时）”四号黑体不加粗且居中对齐，课题和课时中间有一个空格。

标题下面为“班级：姓名：小组：”，五号宋体且居中对齐。

（2）正文部分标题均为小四号黑体不加粗。

正文内容为五号宋体。

版面要求：
（1）纸张设置为B4、横向，分为两栏。

上下左右右边距均为2cm。

（2）页眉页脚：字体为楷体五号加粗。

页眉内容从左往右依次为（以生物为例）：
左侧：“迁安三中“1539问题导学型学本课堂”—问题导学工具单”和编号：“SW-必修3-23 ”，SW 是学科首字母，必修3是所学教材，“23”是学案编号。

右侧：使用时间和编制人、审核人。

页脚内容：年级学科和第几页（共几页），一版为2页，如“高二生物第1页（共2页）”。