高一物理磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷作用PPT課件

1、教學(xué)目標(biāo)知訓(xùn)與能力、洛侖茲力（1）洛侖茲力：磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷力的作用（2）洛侖茲力和安培力是微觀和宏觀的關(guān)系、洛侖茲力的方向的判斷、電子束的磁偏轉(zhuǎn)1、磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和電子的速度都能影響圓的半徑、顯像管的工作原理實(shí)驗(yàn)儀器： 安裝一個(gè)陰極、一個(gè)陽極的真空玻璃管、高壓電源、磁鐵第1頁/共34頁知識(shí)回顧判斷下列圖中安培力的方向若已知上圖中：B=4.010-2 T，導(dǎo)線長L=10 cm，I=1 A。求：通電導(dǎo)線所受的安培力大小？ 第2頁/共34頁電流是如何形成的？思考電流是電荷的定向運(yùn)動(dòng)形成的，而磁場(chǎng)對(duì)電流（通電導(dǎo)線）有力的作用，由此你會(huì)想到了什么？磁場(chǎng)可能對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用磁場(chǎng)可能對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用。第

2、3頁/共34頁實(shí)驗(yàn)：用陰極射線管研究磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用。 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 在真空玻璃管內(nèi)安裝一個(gè)陰極、一個(gè)陽極.陰極接高電壓的負(fù)極、陽極接正極.陰極能夠發(fā)射電子,電子束在兩極之間的電場(chǎng)力的作用下從陰極飛向陽極.這個(gè)管子叫做電子射線管.為了顯示電子束運(yùn)動(dòng)的情況,管內(nèi)裝有長條形的熒光屏,屏上的物質(zhì)受到電子的撞擊時(shí)能夠發(fā)光。第4頁/共34頁當(dāng)電子射線管的周圍不存在磁場(chǎng)時(shí)， 電子的運(yùn)動(dòng)軌跡是直線第5頁/共34頁當(dāng)電子射線管的周圍存在磁場(chǎng)時(shí)，電子的運(yùn)動(dòng)軌跡是曲線磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用結(jié)論第6頁/共34頁一、洛倫茲力1、磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用,這個(gè)力叫做洛侖茲力.2.洛倫茲力與安培力的關(guān)系： 安培力是洛倫

3、茲力的安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)。宏觀表現(xiàn)。洛倫茲力是安培力的洛倫茲力是安培力的微觀本質(zhì)。微觀本質(zhì)。第7頁/共34頁洛倫茲（18531928）洛倫茲，荷蘭物理學(xué)家，首先提出磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有作用力的觀點(diǎn)。 洛倫茲創(chuàng)立了經(jīng)典電子論，提出了洛倫茲變換公式，1902年與其學(xué)生塞曼共同獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。為紀(jì)念洛倫茲的卓著功勛，荷蘭政府決定從1945年起，把他的生日定為“洛倫茲節(jié)”。第8頁/共34頁u猜想：猜想：能不能用左手定則來判定能不能用左手定則來判定u推理：推理：我們?cè)?jīng)用左手定則判定安培力的方向大量定向我們?cè)?jīng)用左手定則判定安培力的方向大量定向 移動(dòng)電荷所受洛倫茲力宏觀表現(xiàn)為安培力，因此，移動(dòng)電

4、荷所受洛倫茲力宏觀表現(xiàn)為安培力，因此， 可以用可以用左手定則左手定則判定洛倫茲力的方向判定洛倫茲力的方向u驗(yàn)證：驗(yàn)證：嘗試不同方向的磁場(chǎng)對(duì)電子束的不同影響，判斷嘗試不同方向的磁場(chǎng)對(duì)電子束的不同影響，判斷 運(yùn)動(dòng)的電子束在各種方向的磁場(chǎng)中的受力方向運(yùn)動(dòng)的電子束在各種方向的磁場(chǎng)中的受力方向 洛侖茲力洛侖茲力F F洛洛的方向如何確定？的方向如何確定？思考第9頁/共34頁vv1 1、伸開左手，使大拇指和其余四、伸開左手，使大拇指和其余四指垂直且處于同一平面內(nèi)，把手放指垂直且處于同一平面內(nèi)，把手放入磁場(chǎng)中，讓磁感線垂直穿過手心，入磁場(chǎng)中，讓磁感線垂直穿過手心，若四指指向若四指指向正電荷正電荷運(yùn)動(dòng)的方向，那

5、運(yùn)動(dòng)的方向，那么拇指所指的方向就使正電荷所受么拇指所指的方向就使正電荷所受洛倫茲力的方向。洛倫茲力的方向。 2 2、 如果運(yùn)動(dòng)的是如果運(yùn)動(dòng)的是負(fù)電荷負(fù)電荷，則四指，則四指指向指向負(fù)電荷負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)的反方向反方向，那么，那么拇指所指的方向就是負(fù)電荷所受拇指所指的方向就是負(fù)電荷所受洛倫茲力的方向。洛倫茲力的方向。FF第10頁/共34頁洛倫茲力的方向下圖中電子束的偏轉(zhuǎn)方向畫的方向正確嗎？第11頁/共34頁洛侖茲力F洛的大小與什么有關(guān)？FVFB請(qǐng)大家猜一猜？速度V磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B帶電粒子的電荷量q可以證明：洛侖茲力f的大小等于電荷量q、速度V、磁感應(yīng)強(qiáng)度B三者的乘積當(dāng)速度V的方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度B的

6、方向垂直時(shí)：qvBF 4、洛倫茲力的大小第12頁/共34頁當(dāng)速度V的方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向平行時(shí)：F0第13頁/共34頁課堂練習(xí): 1.1.判斷下列粒子剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)所受的洛倫茲力的方向. .-qv甲F-qv丙F垂直紙面向里+qv乙F+qv丁F垂直紙面向外第14頁/共34頁【例2】關(guān)于帶電粒子所受洛倫茲力F和磁感應(yīng)強(qiáng)度B及粒子速度v三者之間的關(guān)系，下列說法中正確的是AF、B、v三者必定均保持垂直BF必定垂直于B、v，但B不一定垂直于vCB必定垂直于F、v，但F不一定垂直于vDv必定垂直于F、B，但F不一定垂直于B第15頁/共34頁1.1.產(chǎn)生產(chǎn)生：電場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷、靜止電荷都有電場(chǎng)力的：電場(chǎng)對(duì)運(yùn)

7、動(dòng)電荷、靜止電荷都有電場(chǎng)力的 作用作用, ,磁場(chǎng)只對(duì)磁場(chǎng)只對(duì)運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)電荷才有磁場(chǎng)力的作用電荷才有磁場(chǎng)力的作用洛倫茲力與電場(chǎng)力的區(qū)別洛倫茲力與電場(chǎng)力的區(qū)別：2.2.大小大?。涸趧驈?qiáng)電場(chǎng)中：在勻強(qiáng)電場(chǎng)中, ,電荷所受的電場(chǎng)力與電荷所受的電場(chǎng)力與V V無關(guān)，是無關(guān)，是一個(gè)恒力一個(gè)恒力 在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中, , 洛倫茲力與洛倫茲力與V V有關(guān)有關(guān)3.3.方向方向：電場(chǎng)力的方向與電場(chǎng)方向：電場(chǎng)力的方向與電場(chǎng)方向平行平行, ,正電荷的電正電荷的電場(chǎng)力方向就是電場(chǎng)方向場(chǎng)力方向就是電場(chǎng)方向 無論是正電荷還是負(fù)電荷，它所受洛倫茲力永遠(yuǎn)與無論是正電荷還是負(fù)電荷，它所受洛倫茲力永遠(yuǎn)與磁場(chǎng)方向磁場(chǎng)方向垂直。垂直

8、。4.4.做功做功：電場(chǎng)力對(duì)電荷可能做功，也可能不做功：電場(chǎng)力對(duì)電荷可能做功，也可能不做功 洛倫茲力始終與電荷速度方向垂直洛倫茲力始終與電荷速度方向垂直, ,永遠(yuǎn)不會(huì)做功永遠(yuǎn)不會(huì)做功小結(jié)第16頁/共34頁小結(jié)小結(jié)1 1、洛倫茲力：運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的作用力、洛倫茲力：運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)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) 2 2、洛倫茲力方向的判斷：、洛倫茲力方向的判斷： 左手定則左手定則F FV V， F FB B ，F(xiàn) F V V、B B所在的平面負(fù)電荷的方向與正電荷的相反第17頁/共34頁第四節(jié) 磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用第二課時(shí)2007.9第18頁/共34頁洛侖

9、茲力有什么特點(diǎn)呢？fVf-q洛侖茲力F的方向總跟運(yùn)動(dòng)電荷的速度v的方向垂直。洛侖茲力只能改變電荷運(yùn)動(dòng)的速度方向，不能改變速度的大小。洛侖茲力對(duì)在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的電荷不做功。思考第19頁/共34頁 如果帶電粒子射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)，初速度跟磁場(chǎng)方向垂直（如圖所示），粒子在洛侖茲力的作用下將做什么運(yùn)動(dòng)？思考第20頁/共34頁電子束的磁偏轉(zhuǎn) 圖2.4-2洛倫茲力演示儀下圖實(shí)驗(yàn)裝置可以演示洛倫茲力的大小和方向。它由下圖實(shí)驗(yàn)裝置可以演示洛倫茲力的大小和方向。它由一個(gè)球形電子射線管和一組線圈組成。通過改變電子一個(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電子的速度；通過改變線圈槍兩極間的電壓可

10、以改變電子的速度；通過改變線圈中電流的強(qiáng)弱可以改變磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。中電流的強(qiáng)弱可以改變磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。 第21頁/共34頁在演示儀中可以觀察到，沒有磁場(chǎng)時(shí)，電子束是直進(jìn)的，外加磁場(chǎng)后，電子束的徑跡變成圓形。磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和電子的速度都能影響圓的半徑。電子束的磁偏轉(zhuǎn) 第22頁/共34頁顯像管的工作原理 1、電子束是怎樣實(shí)現(xiàn)偏轉(zhuǎn)的？ 思考與討論2、在圖2.43中，如圖所示 （1）要是電子打在A點(diǎn)，偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)該沿什么方向？ （2）要是電子打在B點(diǎn)，偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)該沿什么方向？ （3）要是電子束打在熒光屏上的位置由中心O逐漸向A點(diǎn)移動(dòng)，偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)該怎樣變化？3、電子打在熒光屏上只能有一個(gè)亮點(diǎn)，為什么整個(gè)熒

11、光屏都能發(fā)光能？ 第23頁/共34頁第24頁/共34頁科學(xué)漫步第25頁/共34頁科學(xué)足跡第26頁/共34頁【例1】如圖所示的是磁感應(yīng)強(qiáng)度B、正電荷速度v和磁場(chǎng)對(duì)電荷的作用力F三者方向的相互關(guān)系圖（其中B垂直于F與v決定的平面，B、F、v兩兩垂直）。其中正確的是第27頁/共34頁例2、來自宇宙的質(zhì)子流，以與地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一點(diǎn)，則這些質(zhì)子在進(jìn)入地球周圍的空間時(shí)，將_A豎直向下沿直線射向地面B相對(duì)于預(yù)定地面向東偏轉(zhuǎn)C相對(duì)于預(yù)定點(diǎn)稍向西偏轉(zhuǎn)D相對(duì)于預(yù)定點(diǎn)稍向北偏轉(zhuǎn)第28頁/共34頁【例3】一個(gè)長螺線管中通有電流，把一個(gè)帶電粒子沿中軸線方向射入（若不計(jì)重力影響），粒子將在管中A做圓周運(yùn)動(dòng)B沿軸線來回運(yùn)動(dòng)C做勻加速直線運(yùn)動(dòng)D做勻速直線運(yùn)動(dòng)第29頁/共34頁1、問題與練習(xí)P41作業(yè)： 、浙江省作業(yè)本第30頁/共34頁課外作業(yè)課外作業(yè)1答：由現(xiàn)象知這束射線含有不同的粒子。其中向左的射線為帶正電的粒子組成；中間的射線為不帶電粒子組成；向右的射線為帶負(fù)電的粒子組成。第31頁/共34頁2