运动电荷在磁场中受力上课PPT课件

1、（一）知识与技能（一）知识与技能 1 1、知道什么是洛伦兹力，利用左手定则判断洛伦兹力的方向知道什么是洛伦兹力，利用左手定则判断洛伦兹力的方向。 2 2、知道洛伦兹力公式的推理过程知道洛伦兹力公式的推理过程。 3 3、掌握垂直进入磁场的带电粒子所受到洛伦兹力大小的计算掌握垂直进入磁场的带电粒子所受到洛伦兹力大小的计算。 4 4、掌握、掌握v v和和B B垂直时的洛伦兹力大小的计算及方向的判断。理解洛伦兹力对电垂直时的洛伦兹力大小的计算及方向的判断。理解洛伦兹力对电荷不做功荷不做功。 5 5、了解电视显像管的工作原理了解电视显像管的工作原理。（二）过程与方法（二）过程与方法通过提问、教师引导、小

2、组讨论掌握物理问题的分析方法，提高物理思维。通过提问、教师引导、小组讨论掌握物理问题的分析方法，提高物理思维。（三）情感态度与价值观（三）情感态度与价值观 1 1通过对洛仑磁力应用的分析，体会科技生活。通过对洛仑磁力应用的分析，体会科技生活。 2 2高考中对此节的考查主要是带电粒子在磁场中的运动分析、一些实际应用高考中对此节的考查主要是带电粒子在磁场中的运动分析、一些实际应用会成为高考的出题母板会成为高考的出题母板 第1页/共25页复习回顾复习回顾方向方向: :IB30IB运用左手定则判断安培力的方向运用左手定则判断安培力的方向安培力安培力1、磁场对通电导线的作用力、磁场对通电导线的作用力大小

3、大小: :sinBILF FF左手定则左手定则B和和I之间的之间的方向方向夹角夹角 第2页/共25页2、通电导线中的通电导线中的电流是怎样形成的呢电流是怎样形成的呢?【思考思考】既然磁场对电流有力的作用，而既然磁场对电流有力的作用，而电流是由电荷的定向移动形成的。那么磁电流是由电荷的定向移动形成的。那么磁场是否对运动电荷也有作用力呢场是否对运动电荷也有作用力呢?电荷的定向移动形成的电荷的定向移动形成的nqvSI 结论结论：磁场对运动电荷有作用力磁场对运动电荷有作用力. 第3页/共25页1.1.借助阴极射线管，我们看到的是借助阴极射线管，我们看到的是( )( )A A每个电子的运动轨迹每个电子的

4、运动轨迹B B所有电子整体的运动轨迹所有电子整体的运动轨迹 C C看到的是真实的电子看到的是真实的电子D D看到的是错误的假象看到的是错误的假象【解析解析】选选B.B.电子很小，我们的肉眼不能直接看到，电子很小，我们的肉眼不能直接看到，C C错，阴错，阴极射线管同时发出大量的电子，也就是说，是一束电子，看到极射线管同时发出大量的电子，也就是说，是一束电子，看到的是整束电子的偏转情况，也就是轨迹，的是整束电子的偏转情况，也就是轨迹，A A、D D错，错，B B对对. .第4页/共25页1 1、左手定则、左手定则2 2、注意、注意: :（1 1）四指）四指指向电流的方向，即正电荷运动的方向或负指向

5、电流的方向，即正电荷运动的方向或负电荷运动的反方向电荷运动的反方向（2 2）F F既与既与B B垂直又与垂直又与v v垂直，即垂直于垂直，即垂直于B B和和v v所决定的所决定的平面，但平面，但B B与与v v不一定垂直。不一定垂直。第5页/共25页第6页/共25页vFvFvBF垂直于纸垂直于纸面向外面向外F垂直于纸垂直于纸面向外面向外v甲乙丙丁试判断下图中的带电粒子刚进入磁场时所受洛试判断下图中的带电粒子刚进入磁场时所受洛伦兹力的方向伦兹力的方向 BBB第7页/共25页【典例典例1 1】关于电荷在磁场中运动速度、磁场和电荷受到洛伦兹关于电荷在磁场中运动速度、磁场和电荷受到洛伦兹力三者之间的方

6、向关系如图所示，其中正确的是力三者之间的方向关系如图所示，其中正确的是( )( )【典例典例2 2】如图所示，阴极射线管的阴极如图所示，阴极射线管的阴极( (左侧极板左侧极板) )不断有电子不断有电子射出，若在管的正下方放一通电直导线射出，若在管的正下方放一通电直导线abab，射线的径迹往下偏，射线的径迹往下偏，则下列说法正确的是则下列说法正确的是( )( )A.A.径迹往下偏是由于电子的重力引起的径迹往下偏是由于电子的重力引起的B.B.径迹的偏向与径迹的偏向与abab中的电流方向无关中的电流方向无关C.C.电子所受洛伦兹力向上电子所受洛伦兹力向上D.D.导线中的电流从导线中的电流从b b流向

7、流向a a第8页/共25页【典例典例3 3】来自宇宙的质子流，以与地球表面垂直的方向射向赤来自宇宙的质子流，以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点，则这些质子在进入地球周围的空间时，将道上空的某一点，则这些质子在进入地球周围的空间时，将( )( )A A竖直向下沿直线射向地面竖直向下沿直线射向地面B B相对于预定点稍向东偏转相对于预定点稍向东偏转C C相对于预定点稍向西偏转相对于预定点稍向西偏转D D相对于预定点稍向北偏转相对于预定点稍向北偏转B Bv第9页/共25页第10页/共25页第11页/共25页第12页/共25页1 1、探究洛伦兹力的表达式、探究洛伦兹力的表达式设有一段长为设有一段

8、长为L L，横截面积为，横截面积为S S的直导线，单位体积内的自由电的直导线，单位体积内的自由电荷数为荷数为n n，每个自由电荷的电荷量为，每个自由电荷的电荷量为q q，自由电荷定向移动的速，自由电荷定向移动的速率为率为v v。这段通电导线垂直磁场方向放入磁感应强度为。这段通电导线垂直磁场方向放入磁感应强度为B B的匀强的匀强磁场中，求磁场中，求（1 1）电流强度）电流强度I I。（2 2）通电导线所受的安培力。）通电导线所受的安培力。（3 3）这段导线内的自由电荷数。）这段导线内的自由电荷数。（4 4）每个电荷所受的洛伦兹力。）每个电荷所受的洛伦兹力。第13页/共25页【典例典例4 4】两个

9、带电粒子以相同的速度垂直磁感线方向进入同一两个带电粒子以相同的速度垂直磁感线方向进入同一匀强磁场，两粒子质量之比为匀强磁场，两粒子质量之比为1414，电量之比为，电量之比为1212，则两带，则两带电粒子受洛伦兹力之比为电粒子受洛伦兹力之比为( )( )A.21 B.11 C.12 D.14A.21 B.11 C.12 D.14第14页/共25页【典例典例5 5】将一半径为将一半径为R R的半圆形光滑绝缘滑轨，固定在垂直向里的半圆形光滑绝缘滑轨，固定在垂直向里的匀强磁场的匀强磁场B B中。一带电量中。一带电量+q+q，质量，质量m m的小球在的小球在A A点无初速释放，点无初速释放，沿滑轨运动，

10、求小球第一次经过最低点时对滑轨的压力。沿滑轨运动，求小球第一次经过最低点时对滑轨的压力。第15页/共25页第16页/共25页电视显像管的工作原理电视显像管的工作原理第17页/共25页2 2、要使电子打在、要使电子打在A A点点, ,偏转磁场应该偏转磁场应该沿什么方向沿什么方向? ?垂直纸面向外垂直纸面向外【思考与讨论思考与讨论】1 1、要使电子打在、要使电子打在O O点点, ,偏转磁场应该沿什么方向偏转磁场应该沿什么方向? ?不加偏转磁场不加偏转磁场3 3、要使电子打在、要使电子打在B B点点, ,偏转磁场应该沿什么方向偏转磁场应该沿什么方向? ?垂直纸面向里垂直纸面向里4 4、要使电子从、要

11、使电子从A A点向点向B B点逐渐移动点逐渐移动, ,偏转磁场应该怎样变化？偏转磁场应该怎样变化？先垂直纸面向外并逐渐减小先垂直纸面向外并逐渐减小, ,后垂直纸面向里并逐渐增大。后垂直纸面向里并逐渐增大。第18页/共25页第19页/共25页【典例典例6 6】显像管原理的示意图如图所示，当没有磁场时，电子束显像管原理的示意图如图所示，当没有磁场时，电子束将打在荧光屏正中的将打在荧光屏正中的O O点，安装在管径上的偏转线圈可以产生磁场，点，安装在管径上的偏转线圈可以产生磁场，使电子束发生偏转设垂直纸面向里的磁场方向为正方向，若使高使电子束发生偏转设垂直纸面向里的磁场方向为正方向，若使高速电子流打在

12、荧光屏上的位置由速电子流打在荧光屏上的位置由a a点逐渐移动到点逐渐移动到b b点，下列磁场的变点，下列磁场的变化能够使电子发生上述偏转的是化能够使电子发生上述偏转的是( () )第20页/共25页1.1.安培力是洛伦兹力的宏观表现，洛伦兹力是安培力的微观表现。安培力是洛伦兹力的宏观表现，洛伦兹力是安培力的微观表现。2.2.大小关系：大小关系：F F安安NFNF洛洛（N N是导体中的运动电荷数）是导体中的运动电荷数）3.3.方向关系：方向关系：F F安安与与F F洛洛方向相同方向相同4.F4.F安安与与F F洛洛的本质都是磁场对运动电荷的作用力的本质都是磁场对运动电荷的作用力四、洛伦兹力与安培

13、力的关系四、洛伦兹力与安培力的关系5.5.洛伦兹力与安培力的关系洛伦兹力与安培力的关系(1)(1)洛伦兹力是单个运动电荷在磁场中受到的力，而安培力是导体洛伦兹力是单个运动电荷在磁场中受到的力，而安培力是导体中所有定向移动的自由电荷受到的洛伦兹力的宏观表现中所有定向移动的自由电荷受到的洛伦兹力的宏观表现. .(2)(2)尽管安培力是自由电荷定向移动时受到的洛伦兹力的宏观表现，尽管安培力是自由电荷定向移动时受到的洛伦兹力的宏观表现，但不能简单地认为安培力就等于所有定向移动的电荷所受洛伦兹力但不能简单地认为安培力就等于所有定向移动的电荷所受洛伦兹力的合力，只有当导体静止时才能这样认为的合力，只有当导

14、体静止时才能这样认为. .(3)(3)洛伦兹力恒不做功，但安培力却可以做功洛伦兹力恒不做功，但安培力却可以做功. .可见安培力与洛伦兹可见安培力与洛伦兹力既有联系，也有区别力既有联系，也有区别. .第21页/共25页五、洛伦兹力和电场力的区别2.2.大小：大小：F F电电Eq,FEq,F洛洛=Bqvsin=Bqvsin。1.1.电荷在电场中一定受到电场力的作用，与其运动状态无关；而电荷在磁电荷在电场中一定受到电场力的作用，与其运动状态无关；而电荷在磁场中不一定受到磁场力作用，只有相对于磁场运动且运动方向与磁场方向场中不一定受到磁场力作用，只有相对于磁场运动且运动方向与磁场方向不平行的电荷才受磁

15、场力作用。不平行的电荷才受磁场力作用。3.3.电荷所受电场力方向总是平行于电场线的切线方向；而电荷所受磁电荷所受电场力方向总是平行于电场线的切线方向；而电荷所受磁场力的方向总是既垂直于磁场方向，又垂直于运动方向。场力的方向总是既垂直于磁场方向，又垂直于运动方向。4.4.电场力要对运动电荷做功（电荷在等势面上运动除外），而电荷在磁电场力要对运动电荷做功（电荷在等势面上运动除外），而电荷在磁场中运动时，磁场力一定不会对电荷做功。场中运动时，磁场力一定不会对电荷做功。第22页/共25页【典例典例7 7】如图所示，表面粗糙的斜面固定于地面上，并处于如图所示，表面粗糙的斜面固定于地面上，并处于方向垂直纸

16、面向外、强度为方向垂直纸面向外、强度为B B的匀强磁场中的匀强磁场中. .质量为质量为m m、带电量、带电量为为+Q+Q的小滑块从斜面顶端由静止下滑的小滑块从斜面顶端由静止下滑. .在滑块下滑的过程中，在滑块下滑的过程中，下列判断正确的是下列判断正确的是( )( )A.A.滑块受到的摩擦力不变滑块受到的摩擦力不变B.B.滑块到达地面时的动能与滑块到达地面时的动能与B B的大小无关的大小无关C.C.滑块受到的洛伦兹力方向垂直斜面向下滑块受到的洛伦兹力方向垂直斜面向下D.BD.B很大时，滑块可能静止于斜面上很大时，滑块可能静止于斜面上第23页/共25页【变式训练变式训练】如图所示，甲是一个带正电的

17、小物块，乙是一个不带如图所示，甲是一个带正电的小物块，乙是一个不带电的绝缘物块，甲、乙叠放在一起静止于粗糙的水平地板上，地板电的绝缘物块，甲、乙叠放在一起静止于粗糙的水平地板上，地板上方空间有水平方向的匀强磁场上方空间有水平方向的匀强磁场. .现用水平恒力现用水平恒力F F拉乙物块，使甲、拉乙物块，使甲、乙无相对滑动地一起水平向左加速运动乙无相对滑动地一起水平向左加速运动. .在加速运动阶段在加速运动阶段( )( )A.A.地面对乙物块的摩擦力逐渐减小地面对乙物块的摩擦力逐渐减小B.B.甲、乙两物块的加速度逐渐增大甲、乙两物块的加速度逐渐增大C.C.乙对甲的摩擦力逐渐增大乙对甲的摩擦力逐渐增大D.D.甲对乙的摩擦力逐渐减小甲对乙的摩擦力逐渐减小【解析解析】选选D.D.甲、乙无相对滑动地一起水平向左加速运动时，甲所受