魯科版高中物理選修3-1洛侖茲力的應(yīng)課件

魯科版高中物理選修3-1洛侖茲力的應(yīng)_課件1目錄contents洛侖茲力基本概念與性質(zhì)洛侖茲力在電磁場中應(yīng)用洛侖茲力對物體運(yùn)動影響洛侖茲力在電磁感應(yīng)中作用實(shí)驗：驗證洛侖茲力存在和性質(zhì)洛侖茲力相關(guān)知識點(diǎn)總結(jié)與拓展01洛侖茲力基本概念與性質(zhì)定義洛侖茲力是指運(yùn)動電荷在磁場中所受到的力，是磁場對運(yùn)動電荷的作用力。公式洛侖茲力的公式為F=qvBsinθ，其中q為電荷量，v為電荷運(yùn)動速度，B為磁感應(yīng)強(qiáng)度，θ為v與B的夾角。當(dāng)運(yùn)動電荷的速度方向與磁場方向垂直時，洛侖茲力最大，為F=qvB。洛侖茲力定義及公式洛侖茲力與電場力都是電荷受到的力，但二者產(chǎn)生的機(jī)理不同。電場力是由電荷間的相互作用產(chǎn)生，而洛侖茲力是由磁場對運(yùn)動電荷的作用產(chǎn)生。與電場關(guān)系洛侖茲力的存在是磁場對運(yùn)動電荷作用的結(jié)果。磁場的強(qiáng)弱和方向決定了洛侖茲力的大小和方向。同時，洛侖茲力也是磁場對電流產(chǎn)生作用的原因。與磁場關(guān)系洛侖茲力與電場、磁場關(guān)系左手定則伸開左手，使拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一平面內(nèi)。讓磁感線從掌心進(jìn)入，并使四指指向電流的方向（或正電荷運(yùn)動方向），這時拇指所指的方向就是洛侖茲力的方向。叉積法則在三維空間中，可以使用叉積法則來判斷洛侖茲力的方向。將運(yùn)動電荷的速度矢量與磁感應(yīng)強(qiáng)度矢量進(jìn)行叉積運(yùn)算，得到的結(jié)果矢量就是洛侖茲力的方向。洛侖茲力方向判斷方法02洛侖茲力在電磁場中應(yīng)用03洛侖茲力不做功洛侖茲力的方向始終與帶電粒子的速度方向垂直，因此洛侖茲力對帶電粒子不做功，不改變粒子的動能。01洛侖茲力作用下帶電粒子的圓周運(yùn)動當(dāng)帶電粒子垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場時，會受到與速度方向垂直的洛侖茲力作用，使帶電粒子做勻速圓周運(yùn)動。02圓周運(yùn)動的半徑和周期帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動的半徑和周期與粒子的質(zhì)量、電荷量以及磁感應(yīng)強(qiáng)度有關(guān)。帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動

霍爾效應(yīng)原理及應(yīng)用霍爾效應(yīng)原理當(dāng)電流垂直于外磁場通過導(dǎo)體時，在導(dǎo)體的垂直于磁場和電流方向的兩個端面之間會出現(xiàn)電勢差，這一現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)?；魻栐没魻栃?yīng)可以制成測量磁感應(yīng)強(qiáng)度的元件，稱為霍爾元件?；魻栃?yīng)的應(yīng)用霍爾效應(yīng)在測量、自動化、計算機(jī)和信息技術(shù)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，如測量磁場、電流、位移、壓力等物理量。工作原理回旋加速器利用磁場使帶電粒子做勻速圓周運(yùn)動，每次經(jīng)過D形盒縫隙時受到電場加速，粒子在洛侖茲力的作用下做螺旋線運(yùn)動，最終獲得較高能量?；匦铀倨鹘Y(jié)構(gòu)回旋加速器主要由D形金屬盒、高頻交流電源、磁體等構(gòu)成?；匦铀倨鞯膽?yīng)用回旋加速器可用于生產(chǎn)放射性同位素、進(jìn)行粒子物理實(shí)驗以及治療癌癥等?；匦铀倨鞴ぷ髟?3洛侖茲力對物體運(yùn)動影響0102洛侖茲力對直線運(yùn)動影響當(dāng)帶電粒子垂直于磁場方向進(jìn)入時，受到與速度方向垂直的洛侖茲力作用，粒子做勻速圓周運(yùn)動。當(dāng)帶電粒子平行于磁場方向進(jìn)入時，不受洛侖茲力作用，粒子做勻速直線運(yùn)動。洛侖茲力對曲線運(yùn)動影響當(dāng)帶電粒子以一定角度斜射入磁場時，受到與速度方向垂直的洛侖茲力作用，粒子做螺旋線運(yùn)動。洛侖茲力只改變粒子速度的方向，不改變粒子速度的大小。洛侖茲力是安培力的微觀表現(xiàn)，安培力是洛侖茲力的宏觀表現(xiàn)。洛侖茲力符合牛頓第二定律，即F=ma，其中F為洛侖茲力，m為帶電粒子的質(zhì)量，a為帶電粒子的加速度。洛侖茲力不做功，不改變帶電粒子的動能和動量大小，只改變帶電粒子的動量方向。洛侖茲力與牛頓第二定律關(guān)系04洛侖茲力在電磁感應(yīng)中作用當(dāng)穿過回路的磁通量發(fā)生變化時，回路中就會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，感應(yīng)電動勢的大小與穿過回路的磁通量對時間的變化率成正比。法拉第電磁感應(yīng)定律內(nèi)容用于計算感應(yīng)電動勢的大小，分析電磁感應(yīng)現(xiàn)象中能量轉(zhuǎn)化和守恒問題。法拉第電磁感應(yīng)定律應(yīng)用法拉第電磁感應(yīng)定律內(nèi)容及應(yīng)用導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動，切割磁感線而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。其大小與導(dǎo)體在磁場中的有效長度、導(dǎo)體在磁場中的運(yùn)動速度及磁場強(qiáng)度有關(guān)。當(dāng)磁場發(fā)生變化時，會在導(dǎo)體中產(chǎn)生感生電動勢。其大小與磁通量的變化率成正比。動生和感生電動勢產(chǎn)生機(jī)理感生電動勢產(chǎn)生機(jī)理動生電動勢產(chǎn)生機(jī)理互感現(xiàn)象分析兩個相互靠近的線圈，當(dāng)一個線圈中的電流發(fā)生變化時，在另一個線圈中就會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，這種現(xiàn)象稱為互感現(xiàn)象?；ジ鞋F(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢與線圈的自感系數(shù)、線圈間的互感系數(shù)及電流的變化率有關(guān)。自感現(xiàn)象分析當(dāng)一個線圈中的電流發(fā)生變化時，線圈本身就會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，這種現(xiàn)象稱為自感現(xiàn)象。自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢與線圈的自感系數(shù)及電流的變化率有關(guān)?；ジ泻妥愿鞋F(xiàn)象分析05實(shí)驗：驗證洛侖茲力存在和性質(zhì)實(shí)驗?zāi)康尿炞C洛侖茲力的存在研究洛侖茲力與電荷速度、磁場強(qiáng)度的關(guān)系實(shí)驗?zāi)康暮驮斫榻B實(shí)驗原理當(dāng)一個帶電粒子在磁場中運(yùn)動時，會受到一個與粒子速度方向和磁場方向都垂直的力，這個力被稱為洛侖茲力。洛侖茲力的公式為：$vec{F}=q(vec{v}timesvec{B})$，其中$q$是粒子的電荷量，$vec{v}$是粒子的速度，$vec{B}$是磁感應(yīng)強(qiáng)度。實(shí)驗?zāi)康暮驮斫榻B實(shí)驗步驟1.準(zhǔn)備實(shí)驗器材，包括陰極射線管、磁場發(fā)生裝置、電源、測量儀表等。2.將陰極射線管放置在磁場中，并調(diào)整磁場的方向和強(qiáng)度。實(shí)驗步驟和數(shù)據(jù)記錄3.通過電源給陰極射線管提供電壓，使電子束在管中運(yùn)動。4.觀察并記錄電子束在磁場中的偏轉(zhuǎn)情況。5.改變電子束的速度或磁場的強(qiáng)度，重復(fù)上述步驟。實(shí)驗步驟和數(shù)據(jù)記錄數(shù)據(jù)記錄記錄不同電子束速度和磁場強(qiáng)度下的電子束偏轉(zhuǎn)角度。記錄實(shí)驗過程中的其他相關(guān)數(shù)據(jù)，如電源電壓、電流等。實(shí)驗步驟和數(shù)據(jù)記錄03通過分析實(shí)驗數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)電子束偏轉(zhuǎn)角度與電子束速度和磁場強(qiáng)度的關(guān)系符合洛侖茲力公式的預(yù)測。01實(shí)驗結(jié)果分析02通過觀察電子束在磁場中的偏轉(zhuǎn)情況，可以驗證洛侖茲力的存在。實(shí)驗結(jié)果分析和討論實(shí)驗結(jié)果分析和討論01實(shí)驗討論02在實(shí)驗過程中，需要確保陰極射線管的真空度，以避免氣體分子對電子束的散射影響實(shí)驗結(jié)果。03在改變電子束速度或磁場強(qiáng)度時，需要注意操作的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，以保證實(shí)驗數(shù)據(jù)的可靠性。04可以通過改進(jìn)實(shí)驗裝置和方法，進(jìn)一步提高實(shí)驗的精度和靈敏度，以更深入地研究洛侖茲力的性質(zhì)和應(yīng)用。06洛侖茲力相關(guān)知識點(diǎn)總結(jié)與拓展洛侖茲力公式01$F=qvBsintheta$，其中$q$是電荷量，$v$是電荷速度，$B$是磁感應(yīng)強(qiáng)度，$theta$是電荷速度與磁場方向的夾角。左手定則02伸開左手，使拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一平面內(nèi)；讓磁感線從掌心進(jìn)入，并使四指指向電流的方向，這時拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場中所受安培力的方向。洛侖茲力不做功03洛侖茲力的方向總與電荷運(yùn)動方向垂直，因此洛侖茲力對電荷不做功。重要公式和定理回顧易錯點(diǎn)二未注意洛侖茲力不做功的特點(diǎn)，在計算有關(guān)能量的問題時出現(xiàn)錯誤。誤區(qū)一認(rèn)為洛侖茲力與電場力相似，也是由場強(qiáng)和電荷量決定。實(shí)際上，洛侖茲力不僅與磁感應(yīng)強(qiáng)度和電荷量有關(guān)，還與電荷速度及速度方向有關(guān)。誤區(qū)二忽視左手定則中磁場方向、電流方向和安培力方向之間的關(guān)系，導(dǎo)致判斷錯誤。易錯點(diǎn)一在計算洛侖茲力時，未考慮電荷速度方向與磁場方向的夾角，導(dǎo)致計算錯誤。常見誤區(qū)和易錯點(diǎn)提示VS結(jié)合帶電粒子在磁場中的運(yùn)動問題考查洛侖茲力的應(yīng)用