高中物理 3.5运动电荷在磁场中受到的力课件 新人教选修31

1、2021/8/11 星期三13.5 运动电荷在磁场中受到的力2021/8/11 星期三2【教学目标】1知识与技能：知道什么是洛伦兹力，会判断洛伦兹力的方向；知道洛伦兹力大小的推导过程；会利用本节课学的知识简单解释电视显像管的工作原理。2过程与方法：通过对安培力微观本质的猜测，培养学生的联想和猜测能力；通过推导洛伦兹力的公式，培养学生的逻辑推理能力；通过演示实验，培养学生的观察能力。3情感态度与价值观：培养学生的科学思维和研究方法，引导学生观察、分析、推理能力。2021/8/11 星期三3复习回顾方向:IB30IB安培力:1、通电导线在磁场中受到的力大小:FF左手定则2021/8/11 星期三4

2、2、通电导线中的电流是怎样形成的呢?它的微观表达式是什么？（式中各量意义）电荷的定向移动形成的n单位体积内的自由电荷数.q每个自由电荷的电荷. v自由电荷定向移动的速率. S横截面积. 2021/8/11 星期三5现 象：极 光猜 想：受力？不受力？实验验证：阴极射线管的原理： 从阴极发射出来电子，在阴阳两极间的高压作用下，使电子加速，形成电子束，轰击到长条形的荧光屏上激发出荧光，可以显示电子束的运动轨迹。结 论：一、探究运动电荷在磁场中是否受到力的作用？2021/8/11 星期三6阴极射线管1. 将电火花计时器输出的高压加在阴极射线管两端实验步骤2. 将蹄形磁铁或条形磁铁靠近阴极射线管探究

3、磁场对运动电荷的作用力实验演示2021/8/11 星期三7现 象：极 光猜 想：受力？不受力？实验验证：阴极射线管的原理： 从阴极发射出来电子，在阴阳两极间的高压作用下，使电子加速，形成电子束，轰击到长条形的荧光屏上激发出荧光，可以显示电子束的运动轨迹。结 论：一、探究运动电荷在磁场中是否受到力的作用？磁场对运动电荷有力的作用2021/8/11 星期三8二、探究洛伦兹力的方向猜 想：左手定则？右手定则？理论分析：实验验证：阴极射线管实验结 论：左手定则安培力通电导线在磁场中受到的力因果微观原因宏观表现运动电荷在磁场中受到的力洛仑兹力问 题:洛伦兹力的方向怎么判断？2021/8/11 星期三9v

4、FvFvBF垂直于纸面向外F垂直于纸面向外v甲乙丙丁训练巩固：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 BBB2021/8/11 星期三10洛伦兹力大小可能会与哪些因素有关?当电荷运动方向跟磁场方向垂直时洛伦兹力的大小跟三个因素相关:1.磁感应强度B2.电荷量q3.电荷运动快慢v三、洛伦兹力的大小2021/8/11 星期三11vvvv设有一段长为L，横截面积为S的直导线，单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q，自由电荷定向移动的速率为v.这段通电导线垂直磁场方向放入磁感应强度为B的匀强磁场中，求：(1)通电导线中的电流.(2)通电导线所受的安培力.(3)这段导线内的自

5、由电荷数.(4)每个电荷所受的洛伦兹力.2021/8/11 星期三12电荷量为q的粒子以速度v运动时,如果速度方向与磁感应强度方向垂直,那么粒子所受的洛伦兹力为(v垂直B)问题:若带电粒子不垂直射入磁场,粒子受到的洛伦兹力又如何呢?2021/8/11 星期三13BvFvBV2V12021/8/11 星期三14(vB)(vB)特例:当运动电荷的速度v方向与磁感应强度B方向的夹角为，电荷所受的洛伦兹力大小为 单位：F(N)，q(C)，v(m/s), B(T)2021/8/11 星期三15F洛=qvB =1.6010-1931060.10N =4.810-14N 电子的速率v=3106m/s,垂直射

6、入B=0.10T的匀强磁场中,它受到的洛伦兹力是多大?课 堂 练 习解：因为v垂直B,所以所受洛伦兹力大小2021/8/11 星期三16当一带正电q的粒子以速度v沿螺线管中轴线进入该通电螺线管,若不计重力,则( )A带电粒子速度大小改变B带电粒子速度方向改变C带电粒子速度大小不变D带电粒子速度方向不变CDB课 堂 练 习2021/8/11 星期三17思考与讨论（1）洛伦兹力方向与带电粒子的运动方向有什么关系？ 洛伦兹力方向与带电粒子运动方向垂直（2）洛伦兹力带电粒子运动的速度有什么影响？ 只改变粒子速度的方向，不改变粒子速度的大小（3）洛伦兹力对带电粒子做的功是多少？ 由于洛伦兹力方向始终与带

7、电粒子运动方向垂直，所以洛伦兹力对运动电荷不做功2021/8/11 星期三181、构造:电子枪(阴极)偏转线圈荧光屏等四、应用：电视显像管的工作原理2021/8/11 星期三19 （1）、要使电子打在A点,偏转磁场应该沿什么方向?垂直纸面向外（2）、要是电子打在B点,偏转磁场应该沿什么方向?垂直纸面向里（3）、要是电子打从A点向B点逐渐移动,偏转磁场应该怎样变化？先垂直纸面向外并逐渐减小,后垂直纸面向里并逐渐增大.2、工作原理：【思考与讨论】2021/8/11 星期三20+以正电荷为例2021/8/11 星期三212021/8/11 星期三221、洛伦兹力: 运动电荷在磁场中受到的力 安培力是洛伦兹力的宏观表现2、洛伦兹力方向：左手定则3、洛伦兹力大小： F洛=qVBsin VB F洛=qVB VB F洛= 0小结:运动电荷在磁场中受到的力(洛伦兹力)2021/8/11 星期三23 在太阳创造的诸如光和热等形式的能量中，有一种能量被称为“太阳风”。这是一束可以覆盖地球的强大的带电亚原子颗粒流，该太阳风在地球上空环绕地球流动，以大约每秒400公里的速度撞击地球磁场，磁场使该颗粒流偏向地磁极下落，它们与氧和