運(yùn)動電荷在磁場中受力上課PPT課件

1、（一）知識與技能（一）知識與技能 1 1、知道什么是洛倫茲力，利用左手定則判斷洛倫茲力的方向知道什么是洛倫茲力，利用左手定則判斷洛倫茲力的方向。 2 2、知道洛倫茲力公式的推理過程知道洛倫茲力公式的推理過程。 3 3、掌握垂直進(jìn)入磁場的帶電粒子所受到洛倫茲力大小的計算掌握垂直進(jìn)入磁場的帶電粒子所受到洛倫茲力大小的計算。 4 4、掌握、掌握v v和和B B垂直時的洛倫茲力大小的計算及方向的判斷。理解洛倫茲力對電垂直時的洛倫茲力大小的計算及方向的判斷。理解洛倫茲力對電荷不做功荷不做功。 5 5、了解電視顯像管的工作原理了解電視顯像管的工作原理。（二）過程與方法（二）過程與方法通過提問、教師引導(dǎo)、小

2、組討論掌握物理問題的分析方法，提高物理思維。通過提問、教師引導(dǎo)、小組討論掌握物理問題的分析方法，提高物理思維。（三）情感態(tài)度與價值觀（三）情感態(tài)度與價值觀 1 1通過對洛侖磁力應(yīng)用的分析，體會科技生活。通過對洛侖磁力應(yīng)用的分析，體會科技生活。 2 2高考中對此節(jié)的考查主要是帶電粒子在磁場中的運(yùn)動分析、一些實(shí)際應(yīng)用高考中對此節(jié)的考查主要是帶電粒子在磁場中的運(yùn)動分析、一些實(shí)際應(yīng)用會成為高考的出題母板會成為高考的出題母板 第1頁/共25頁復(fù)習(xí)回顧復(fù)習(xí)回顧方向方向: :IB30IB運(yùn)用左手定則判斷安培力的方向運(yùn)用左手定則判斷安培力的方向安培力安培力1、磁場對通電導(dǎo)線的作用力、磁場對通電導(dǎo)線的作用力大小

3、大小: :sinBILF FF左手定則左手定則B和和I之間的之間的方向方向夾角夾角 第2頁/共25頁2、通電導(dǎo)線中的通電導(dǎo)線中的電流是怎樣形成的呢電流是怎樣形成的呢?【思考思考】既然磁場對電流有力的作用，而既然磁場對電流有力的作用，而電流是由電荷的定向移動形成的。那么磁電流是由電荷的定向移動形成的。那么磁場是否對運(yùn)動電荷也有作用力呢場是否對運(yùn)動電荷也有作用力呢?電荷的定向移動形成的電荷的定向移動形成的nqvSI 結(jié)論結(jié)論：磁場對運(yùn)動電荷有作用力磁場對運(yùn)動電荷有作用力. 第3頁/共25頁1.1.借助陰極射線管，我們看到的是借助陰極射線管，我們看到的是( )( )A A每個電子的運(yùn)動軌跡每個電子的

4、運(yùn)動軌跡B B所有電子整體的運(yùn)動軌跡所有電子整體的運(yùn)動軌跡 C C看到的是真實(shí)的電子看到的是真實(shí)的電子D D看到的是錯誤的假象看到的是錯誤的假象【解析解析】選選B.B.電子很小，我們的肉眼不能直接看到，電子很小，我們的肉眼不能直接看到，C C錯，陰錯，陰極射線管同時發(fā)出大量的電子，也就是說，是一束電子，看到極射線管同時發(fā)出大量的電子，也就是說，是一束電子，看到的是整束電子的偏轉(zhuǎn)情況，也就是軌跡，的是整束電子的偏轉(zhuǎn)情況，也就是軌跡，A A、D D錯，錯，B B對對. .第4頁/共25頁1 1、左手定則、左手定則2 2、注意、注意: :（1 1）四指）四指指向電流的方向，即正電荷運(yùn)動的方向或負(fù)指向

5、電流的方向，即正電荷運(yùn)動的方向或負(fù)電荷運(yùn)動的反方向電荷運(yùn)動的反方向（2 2）F F既與既與B B垂直又與垂直又與v v垂直，即垂直于垂直，即垂直于B B和和v v所決定的所決定的平面，但平面，但B B與與v v不一定垂直。不一定垂直。第5頁/共25頁第6頁/共25頁vFvFvBF垂直于紙垂直于紙面向外面向外F垂直于紙垂直于紙面向外面向外v甲乙丙丁試判斷下圖中的帶電粒子剛進(jìn)入磁場時所受洛試判斷下圖中的帶電粒子剛進(jìn)入磁場時所受洛倫茲力的方向倫茲力的方向 BBB第7頁/共25頁【典例典例1 1】關(guān)于電荷在磁場中運(yùn)動速度、磁場和電荷受到洛倫茲關(guān)于電荷在磁場中運(yùn)動速度、磁場和電荷受到洛倫茲力三者之間的方

6、向關(guān)系如圖所示，其中正確的是力三者之間的方向關(guān)系如圖所示，其中正確的是( )( )【典例典例2 2】如圖所示，陰極射線管的陰極如圖所示，陰極射線管的陰極( (左側(cè)極板左側(cè)極板) )不斷有電子不斷有電子射出，若在管的正下方放一通電直導(dǎo)線射出，若在管的正下方放一通電直導(dǎo)線abab，射線的徑跡往下偏，射線的徑跡往下偏，則下列說法正確的是則下列說法正確的是( )( )A.A.徑跡往下偏是由于電子的重力引起的徑跡往下偏是由于電子的重力引起的B.B.徑跡的偏向與徑跡的偏向與abab中的電流方向無關(guān)中的電流方向無關(guān)C.C.電子所受洛倫茲力向上電子所受洛倫茲力向上D.D.導(dǎo)線中的電流從導(dǎo)線中的電流從b b流向

7、流向a a第8頁/共25頁【典例典例3 3】來自宇宙的質(zhì)子流，以與地球表面垂直的方向射向赤來自宇宙的質(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，將道上空的某一點(diǎn)，則這些質(zhì)子在進(jìn)入地球周圍的空間時，將( )( )A A豎直向下沿直線射向地面豎直向下沿直線射向地面B B相對于預(yù)定點(diǎn)稍向東偏轉(zhuǎn)相對于預(yù)定點(diǎn)稍向東偏轉(zhuǎn)C C相對于預(yù)定點(diǎn)稍向西偏轉(zhuǎn)相對于預(yù)定點(diǎn)稍向西偏轉(zhuǎn)D D相對于預(yù)定點(diǎn)稍向北偏轉(zhuǎn)相對于預(yù)定點(diǎn)稍向北偏轉(zhuǎn)B Bv第9頁/共25頁第10頁/共25頁第11頁/共25頁第12頁/共25頁1 1、探究洛倫茲力的表達(dá)式、探究洛倫茲力的表達(dá)式設(shè)有一段長為設(shè)有一段

8、長為L L，橫截面積為，橫截面積為S S的直導(dǎo)線，單位體積內(nèi)的自由電的直導(dǎo)線，單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為荷數(shù)為n n，每個自由電荷的電荷量為，每個自由電荷的電荷量為q q，自由電荷定向移動的速，自由電荷定向移動的速率為率為v v。這段通電導(dǎo)線垂直磁場方向放入磁感應(yīng)強(qiáng)度為。這段通電導(dǎo)線垂直磁場方向放入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B B的勻強(qiáng)的勻強(qiáng)磁場中，求磁場中，求（1 1）電流強(qiáng)度）電流強(qiáng)度I I。（2 2）通電導(dǎo)線所受的安培力。）通電導(dǎo)線所受的安培力。（3 3）這段導(dǎo)線內(nèi)的自由電荷數(shù)。）這段導(dǎo)線內(nèi)的自由電荷數(shù)。（4 4）每個電荷所受的洛倫茲力。）每個電荷所受的洛倫茲力。第13頁/共25頁【典例典例4 4】兩個

9、帶電粒子以相同的速度垂直磁感線方向進(jìn)入同一兩個帶電粒子以相同的速度垂直磁感線方向進(jìn)入同一勻強(qiáng)磁場，兩粒子質(zhì)量之比為勻強(qiáng)磁場，兩粒子質(zhì)量之比為1414，電量之比為，電量之比為1212，則兩帶，則兩帶電粒子受洛倫茲力之比為電粒子受洛倫茲力之比為( )( )A.21 B.11 C.12 D.14A.21 B.11 C.12 D.14第14頁/共25頁【典例典例5 5】將一半徑為將一半徑為R R的半圓形光滑絕緣滑軌，固定在垂直向里的半圓形光滑絕緣滑軌，固定在垂直向里的勻強(qiáng)磁場的勻強(qiáng)磁場B B中。一帶電量中。一帶電量+q+q，質(zhì)量，質(zhì)量m m的小球在的小球在A A點(diǎn)無初速釋放，點(diǎn)無初速釋放，沿滑軌運(yùn)動，

10、求小球第一次經(jīng)過最低點(diǎn)時對滑軌的壓力。沿滑軌運(yùn)動，求小球第一次經(jīng)過最低點(diǎn)時對滑軌的壓力。第15頁/共25頁第16頁/共25頁電視顯像管的工作原理電視顯像管的工作原理第17頁/共25頁2 2、要使電子打在、要使電子打在A A點(diǎn)點(diǎn), ,偏轉(zhuǎn)磁場應(yīng)該偏轉(zhuǎn)磁場應(yīng)該沿什么方向沿什么方向? ?垂直紙面向外垂直紙面向外【思考與討論思考與討論】1 1、要使電子打在、要使電子打在O O點(diǎn)點(diǎn), ,偏轉(zhuǎn)磁場應(yīng)該沿什么方向偏轉(zhuǎn)磁場應(yīng)該沿什么方向? ?不加偏轉(zhuǎn)磁場不加偏轉(zhuǎn)磁場3 3、要使電子打在、要使電子打在B B點(diǎn)點(diǎn), ,偏轉(zhuǎn)磁場應(yīng)該沿什么方向偏轉(zhuǎn)磁場應(yīng)該沿什么方向? ?垂直紙面向里垂直紙面向里4 4、要使電子從、要

11、使電子從A A點(diǎn)向點(diǎn)向B B點(diǎn)逐漸移動點(diǎn)逐漸移動, ,偏轉(zhuǎn)磁場應(yīng)該怎樣變化？偏轉(zhuǎn)磁場應(yīng)該怎樣變化？先垂直紙面向外并逐漸減小先垂直紙面向外并逐漸減小, ,后垂直紙面向里并逐漸增大。后垂直紙面向里并逐漸增大。第18頁/共25頁第19頁/共25頁【典例典例6 6】顯像管原理的示意圖如圖所示，當(dāng)沒有磁場時，電子束顯像管原理的示意圖如圖所示，當(dāng)沒有磁場時，電子束將打在熒光屏正中的將打在熒光屏正中的O O點(diǎn)，安裝在管徑上的偏轉(zhuǎn)線圈可以產(chǎn)生磁場，點(diǎn)，安裝在管徑上的偏轉(zhuǎn)線圈可以產(chǎn)生磁場，使電子束發(fā)生偏轉(zhuǎn)設(shè)垂直紙面向里的磁場方向?yàn)檎较?，若使高使電子束發(fā)生偏轉(zhuǎn)設(shè)垂直紙面向里的磁場方向?yàn)檎较?，若使高速電子流打?/p>

12、熒光屏上的位置由速電子流打在熒光屏上的位置由a a點(diǎn)逐漸移動到點(diǎn)逐漸移動到b b點(diǎn)，下列磁場的變點(diǎn)，下列磁場的變化能夠使電子發(fā)生上述偏轉(zhuǎn)的是化能夠使電子發(fā)生上述偏轉(zhuǎn)的是( () )第20頁/共25頁1.1.安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，洛倫茲力是安培力的微觀表現(xiàn)。安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，洛倫茲力是安培力的微觀表現(xiàn)。2.2.大小關(guān)系：大小關(guān)系：F F安安NFNF洛洛（N N是導(dǎo)體中的運(yùn)動電荷數(shù)）是導(dǎo)體中的運(yùn)動電荷數(shù)）3.3.方向關(guān)系：方向關(guān)系：F F安安與與F F洛洛方向相同方向相同4.F4.F安安與與F F洛洛的本質(zhì)都是磁場對運(yùn)動電荷的作用力的本質(zhì)都是磁場對運(yùn)動電荷的作用力四、洛倫茲力與安培

13、力的關(guān)系四、洛倫茲力與安培力的關(guān)系5.5.洛倫茲力與安培力的關(guān)系洛倫茲力與安培力的關(guān)系(1)(1)洛倫茲力是單個運(yùn)動電荷在磁場中受到的力，而安培力是導(dǎo)體洛倫茲力是單個運(yùn)動電荷在磁場中受到的力，而安培力是導(dǎo)體中所有定向移動的自由電荷受到的洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)中所有定向移動的自由電荷受到的洛倫茲力的宏觀表現(xiàn). .(2)(2)盡管安培力是自由電荷定向移動時受到的洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，盡管安培力是自由電荷定向移動時受到的洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，但不能簡單地認(rèn)為安培力就等于所有定向移動的電荷所受洛倫茲力但不能簡單地認(rèn)為安培力就等于所有定向移動的電荷所受洛倫茲力的合力，只有當(dāng)導(dǎo)體靜止時才能這樣認(rèn)為的合力，只有當(dāng)導(dǎo)

14、體靜止時才能這樣認(rèn)為. .(3)(3)洛倫茲力恒不做功，但安培力卻可以做功洛倫茲力恒不做功，但安培力卻可以做功. .可見安培力與洛倫茲可見安培力與洛倫茲力既有聯(lián)系，也有區(qū)別力既有聯(lián)系，也有區(qū)別. .第21頁/共25頁五、洛倫茲力和電場力的區(qū)別2.2.大小：大?。篎 F電電Eq,FEq,F洛洛=Bqvsin=Bqvsin。1.1.電荷在電場中一定受到電場力的作用，與其運(yùn)動狀態(tài)無關(guān)；而電荷在磁電荷在電場中一定受到電場力的作用，與其運(yùn)動狀態(tài)無關(guān)；而電荷在磁場中不一定受到磁場力作用，只有相對于磁場運(yùn)動且運(yùn)動方向與磁場方向場中不一定受到磁場力作用，只有相對于磁場運(yùn)動且運(yùn)動方向與磁場方向不平行的電荷才受磁

15、場力作用。不平行的電荷才受磁場力作用。3.3.電荷所受電場力方向總是平行于電場線的切線方向；而電荷所受磁電荷所受電場力方向總是平行于電場線的切線方向；而電荷所受磁場力的方向總是既垂直于磁場方向，又垂直于運(yùn)動方向。場力的方向總是既垂直于磁場方向，又垂直于運(yùn)動方向。4.4.電場力要對運(yùn)動電荷做功（電荷在等勢面上運(yùn)動除外），而電荷在磁電場力要對運(yùn)動電荷做功（電荷在等勢面上運(yùn)動除外），而電荷在磁場中運(yùn)動時，磁場力一定不會對電荷做功。場中運(yùn)動時，磁場力一定不會對電荷做功。第22頁/共25頁【典例典例7 7】如圖所示，表面粗糙的斜面固定于地面上，并處于如圖所示，表面粗糙的斜面固定于地面上，并處于方向垂直紙

16、面向外、強(qiáng)度為方向垂直紙面向外、強(qiáng)度為B B的勻強(qiáng)磁場中的勻強(qiáng)磁場中. .質(zhì)量為質(zhì)量為m m、帶電量、帶電量為為+Q+Q的小滑塊從斜面頂端由靜止下滑的小滑塊從斜面頂端由靜止下滑. .在滑塊下滑的過程中，在滑塊下滑的過程中，下列判斷正確的是下列判斷正確的是( )( )A.A.滑塊受到的摩擦力不變滑塊受到的摩擦力不變B.B.滑塊到達(dá)地面時的動能與滑塊到達(dá)地面時的動能與B B的大小無關(guān)的大小無關(guān)C.C.滑塊受到的洛倫茲力方向垂直斜面向下滑塊受到的洛倫茲力方向垂直斜面向下D.BD.B很大時，滑塊可能靜止于斜面上很大時，滑塊可能靜止于斜面上第23頁/共25頁【變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練】如圖所示，甲是一個帶正電的

17、小物塊，乙是一個不帶如圖所示，甲是一個帶正電的小物塊，乙是一個不帶電的絕緣物塊，甲、乙疊放在一起靜止于粗糙的水平地板上，地板電的絕緣物塊，甲、乙疊放在一起靜止于粗糙的水平地板上，地板上方空間有水平方向的勻強(qiáng)磁場上方空間有水平方向的勻強(qiáng)磁場. .現(xiàn)用水平恒力現(xiàn)用水平恒力F F拉乙物塊，使甲、拉乙物塊，使甲、乙無相對滑動地一起水平向左加速運(yùn)動乙無相對滑動地一起水平向左加速運(yùn)動. .在加速運(yùn)動階段在加速運(yùn)動階段( )( )A.A.地面對乙物塊的摩擦力逐漸減小地面對乙物塊的摩擦力逐漸減小B.B.甲、乙兩物塊的加速度逐漸增大甲、乙兩物塊的加速度逐漸增大C.C.乙對甲的摩擦力逐漸增大乙對甲的摩擦力逐漸增大D.D.甲對乙的摩擦力逐漸減小甲對乙的摩擦力逐漸減小【解析解析】選選D.D.甲、乙無相對滑動地一起水平向左加速運(yùn)動時，甲所受