選修1-12.4磁場對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用課用

1、復(fù)習(xí)復(fù)習(xí)引入新課引入新課：1、磁場對(duì)通電導(dǎo)線的作用力的大小和方向？、磁場對(duì)通電導(dǎo)線的作用力的大小和方向？2、電流是如何形成的？、電流是如何形成的？3、由上述的兩個(gè)問題你可以想到什么？、由上述的兩個(gè)問題你可以想到什么？磁場對(duì)通電導(dǎo)線的安培力，可能是作用在大量的磁場對(duì)通電導(dǎo)線的安培力，可能是作用在大量的運(yùn)動(dòng)電荷上，是作用在運(yùn)動(dòng)電荷上的安培力的宏運(yùn)動(dòng)電荷上，是作用在運(yùn)動(dòng)電荷上的安培力的宏觀表現(xiàn)，也就是說觀表現(xiàn)，也就是說磁場可能對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有力的作磁場可能對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用用。大?。捍笮。篎=BIL 方向方向：左手定則左手定則電流由電荷的定向移動(dòng)形成的電流由電荷的定向移動(dòng)形成的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證驗(yàn)證：驗(yàn)

2、證：實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)表明實(shí)驗(yàn)表明：陰極射線管（電子射線管）中的電子束在磁陰極射線管（電子射線管）中的電子束在磁場中發(fā)生偏轉(zhuǎn)，磁場對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷確實(shí)存在作用場中發(fā)生偏轉(zhuǎn)，磁場對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷確實(shí)存在作用力力2.洛倫茲力與安培力的關(guān)系：洛倫茲力與安培力的關(guān)系： 安培力安培力是是洛倫茲力洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)的宏觀表現(xiàn)。 洛倫茲力是安培力的微觀本質(zhì)。洛倫茲力是安培力的微觀本質(zhì)。洛倫茲：洛倫茲：荷蘭物理學(xué)家，首先提出磁場對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有荷蘭物理學(xué)家，首先提出磁場對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有作用力的觀點(diǎn)。作用力的觀點(diǎn)。1.洛倫茲力定義：洛倫茲力定義：磁場對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力叫做洛磁場對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力叫做洛倫茲力倫茲力 1 1、洛倫茲力的方向

3、由、洛倫茲力的方向由左手定則左手定則判定判定 內(nèi)容內(nèi)容: :伸開左手，使大拇指跟伸開左手，使大拇指跟其余四個(gè)手指垂直且處于同一平面其余四個(gè)手指垂直且處于同一平面內(nèi)，把手放入磁場中，讓磁感線垂內(nèi)，把手放入磁場中，讓磁感線垂直穿過手心，四指指向直穿過手心，四指指向正電荷正電荷運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的方向，那么大拇指所指的方向就的方向，那么大拇指所指的方向就是運(yùn)動(dòng)電荷所受的洛倫茲力方向是運(yùn)動(dòng)電荷所受的洛倫茲力方向注意：注意：對(duì)于負(fù)電荷四指指向電荷對(duì)于負(fù)電荷四指指向電荷運(yùn)動(dòng)的反方向運(yùn)動(dòng)的反方向2.洛倫茲力的方向的兩個(gè)特點(diǎn)：洛倫茲力的方向的兩個(gè)特點(diǎn)： (1)(1)洛倫茲力的方向垂直于洛倫茲力的方向垂直于v v和和B

4、B二者所決定的平面。二者所決定的平面。(2)(2)洛倫茲力總是跟運(yùn)動(dòng)的電荷的速度方向垂直，所洛倫茲力總是跟運(yùn)動(dòng)的電荷的速度方向垂直，所以洛倫茲力只能改變運(yùn)動(dòng)電荷的速度方向，而不改以洛倫茲力只能改變運(yùn)動(dòng)電荷的速度方向，而不改變速度的大小。變速度的大小。 Fv FBFv FB1.1.判斷下列粒子剛進(jìn)入磁場時(shí)所受的洛倫茲力的方向判斷下列粒子剛進(jìn)入磁場時(shí)所受的洛倫茲力的方向. .-qv甲甲F-qv丙丙F垂直紙面向里垂直紙面向里+qv乙乙F+qv丁丁F垂直紙面向外垂直紙面向外2、利用左手定則判斷洛倫茲力、利用左手定則判斷洛倫茲力垂直紙面垂直紙面往外往外 3.分析下列運(yùn)動(dòng)的帶電粒子在磁場中所受洛分析下列運(yùn)

5、動(dòng)的帶電粒子在磁場中所受洛倫茲力的方向：倫茲力的方向：下頁圖中所示的實(shí)驗(yàn)裝置叫做下頁圖中所示的實(shí)驗(yàn)裝置叫做洛倫茲力演示儀，可以演洛倫茲力演示儀，可以演示洛倫茲力的大小和方向。它由一個(gè)球形電子射線管和示洛倫茲力的大小和方向。它由一個(gè)球形電子射線管和一組線圈組成。通過改變電子槍兩極間的電壓可以改變一組線圈組成。通過改變電子槍兩極間的電壓可以改變電子的速度；通過改變線圈中電流的強(qiáng)弱可以改變磁感電子的速度；通過改變線圈中電流的強(qiáng)弱可以改變磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。應(yīng)強(qiáng)度的大小。 在演示儀中可以觀察到，沒有磁場時(shí)，電子束是直進(jìn)在演示儀中可以觀察到，沒有磁場時(shí)，電子束是直進(jìn)的，外加磁場后，電子束的徑跡變成圓形。磁

6、場的強(qiáng)的，外加磁場后，電子束的徑跡變成圓形。磁場的強(qiáng)弱和電子的速度都能影響圓的半徑。弱和電子的速度都能影響圓的半徑。左：直線左：直線右：圓形右：圓形電視機(jī)電視機(jī)顯象管也用到了電子束磁偏轉(zhuǎn)的原理顯象管也用到了電子束磁偏轉(zhuǎn)的原理。 小結(jié)小結(jié)一、洛倫茲力：運(yùn)動(dòng)電荷在磁場中受到的作用力一、洛倫茲力：運(yùn)動(dòng)電荷在磁場中受到的作用力 安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn) 二、洛倫茲力方向的判斷：二、洛倫茲力方向的判斷： 左手定則左手定則FVFV， FB FB ，F(xiàn) VF V、B B所在的平面所在的平面負(fù)電荷的方向與正電荷的相反負(fù)電荷的方向與正電荷的相反 洛倫茲力對(duì)電荷不做功洛倫茲力對(duì)電荷不做

7、功 FVFV三、電子束的磁偏轉(zhuǎn)三、電子束的磁偏轉(zhuǎn)四、顯象管的工作原理四、顯象管的工作原理課堂練習(xí)和課外作業(yè)課堂練習(xí)和課外作業(yè)課堂練習(xí)：課堂練習(xí)： P P41 41 問題與練習(xí)問題與練習(xí) 1 1、3 3課外作業(yè)課外作業(yè)： P P4141 問題與練習(xí)問題與練習(xí) 1 1、2 21答：由現(xiàn)象知這束射線含有不答：由現(xiàn)象知這束射線含有不同的粒子。同的粒子。其中向左的射線為帶其中向左的射線為帶正電的粒子組成；正電的粒子組成；中間的射線為中間的射線為不帶電粒子組成；不帶電粒子組成；向右的射線為向右的射線為帶負(fù)電的粒子組成。帶負(fù)電的粒子組成。課堂練習(xí)和課外作業(yè)課堂練習(xí)和課外作業(yè)課堂練習(xí)：課堂練習(xí)： P P41

8、41 問題與練習(xí)問題與練習(xí) 1 1、3 3課外作業(yè)課外作業(yè)： P P4141 問題與練習(xí)問題與練習(xí) 1 1、2 22答：甲答：甲 豎直向上；乙豎直向上；乙 豎直向下；丙豎直向下；丙 垂直紙面向外；垂直紙面向外；丁丁 垂直紙面向里。垂直紙面向里。課堂練習(xí)和課外作業(yè)課堂練習(xí)和課外作業(yè)課外作業(yè)課外作業(yè)： P P4141 問題與練習(xí)問題與練習(xí) 1 1、2 23答：帶電粒子在磁場中徑跡彎曲、成螺旋形是由于答：帶電粒子在磁場中徑跡彎曲、成螺旋形是由于受到洛倫茲力的作用而使運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生改變?cè)斐傻?。受到洛倫茲力的作用而使運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生改變?cè)斐傻?。兩個(gè)運(yùn)動(dòng)的具有相反電荷的粒子在同一磁場中所受的兩個(gè)運(yùn)動(dòng)的具有相反電

9、荷的粒子在同一磁場中所受的洛倫茲力方向相反，洛倫茲力方向相反，因此它們的徑跡是一對(duì)相反繞向因此它們的徑跡是一對(duì)相反繞向的螺旋線。的螺旋線。比較電場和磁場對(duì)電荷的作用力比較電場和磁場對(duì)電荷的作用力1. 電荷在電場中電荷在電場中一定一定受電場力的作用受電場力的作用.運(yùn)動(dòng)電荷在磁場中運(yùn)動(dòng)電荷在磁場中不一定不一定受洛倫茲力的作用受洛倫茲力的作用.2.電場力的大小電場力的大小F=qE洛倫茲力的大小洛倫茲力的大小F=qvB不要求不要求3.電場力方向與電場方向電場力方向與電場方向平行平行4.洛倫茲力方向與磁場方向洛倫茲力方向與磁場方向垂直垂直電場力對(duì)運(yùn)動(dòng)的電荷電場力對(duì)運(yùn)動(dòng)的電荷不一定不一定做功做功.洛倫茲力

10、對(duì)運(yùn)動(dòng)的電荷洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)的電荷一定不一定不做功做功1.1.產(chǎn)生產(chǎn)生：電場對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷、靜止電荷都有電場力的：電場對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷、靜止電荷都有電場力的 作用作用, ,磁場只對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷才有磁場力的作用磁場只對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷才有磁場力的作用洛倫茲力與電場力的區(qū)別洛倫茲力與電場力的區(qū)別：2.2.大小大?。涸趧驈?qiáng)電場中：在勻強(qiáng)電場中, ,電荷所受的電場力與電荷所受的電場力與V V無關(guān)，無關(guān)，是一個(gè)恒力是一個(gè)恒力 在勻強(qiáng)磁場中在勻強(qiáng)磁場中, ,若運(yùn)動(dòng)電荷的速度發(fā)生變化若運(yùn)動(dòng)電荷的速度發(fā)生變化, ,洛倫洛倫茲力也會(huì)發(fā)生變化茲力也會(huì)發(fā)生變化3.3.方向方向：電場力的方向與電場方向：電場力的方向與電場方向平行平行, ,正電荷的正電荷的電場力方向就是電場方向電場力方向就是電場方向 無論是