高中物理-磁场对运动电荷的作用教学课件设计

选修3-1第六章第二节

磁场对运动电荷的作用美丽的极光第二节磁场对运动电荷的作用学习目标

1、知道什么是洛伦兹力。2、会用左手定则判定正、负运动电荷所受洛伦兹力的方向。3、会用洛伦兹力公式F=qvB解答有关问题.重点：洛伦兹力的方向确定和大小计算。难点：左手定则的运用复习回顾：（1）什么是安培力？（2）安培力的大小如何计算？（3）安培力的方向如何判断？F=BIL左手定则磁场对电流的作用力让磁感线垂直穿入手心四指指向电流方向大拇指指向安培力方向+-（）vIFIB猜想:

实验验证感应圈阴极射线管1、不加磁场时，电子的运动轨迹是直线还是曲线？电子做什么运动？（电子的重力可忽略）2、加上磁场后，电子的运动轨迹发生了什么样的变化？观察并思考：原因是什么？电子束1、定义：磁场对运动电荷有力的作用,这个力叫做洛伦兹力.一、洛伦兹力洛伦兹洛伦兹，荷兰物理学家、数学家，1853年7月18日出生。小学和中学时，成绩优异，少年时就对物理学感兴趣，同时还广泛地阅读历史和小说，并且熟练地掌握多门外语。1870年洛伦兹考入莱顿大学，学习数学、物理和天文。1875年获博士学位。

1895年，洛伦兹首先提出了运动电荷产生磁场和磁场对运动电荷有作用力的观点，为纪念他，人们称这种力为洛伦兹力。爱因斯坦在洛伦兹墓前致词说：洛伦兹对我产生了最伟大的影响，他是“我们时代最伟大、最高尚的人”。2、探究洛伦兹力的方向NS

B、v、F这三个量的方向之间有什么规律？vFIvF洛伦兹力的方向vv伸开左手，使大拇指和其余四指垂直且处于同一平面内，让磁感线垂直穿过手心，若四指指向正电荷运动的方向或者负电荷运动的反方向，那么拇指所指的方向就是所受洛伦兹力的方向。ff----左手定则V+F【例1】

利用左手定则判断电荷所缺量的方向或电荷的电性。BVBVFBVF××××××××××××××××BFBV电性F甲乙丙丁BF洛伦兹力F、磁感应强度B、速度v三者的方向关系B⊥B∥F⊥BF⊥vF与B、v构成的平面垂直.而B与v不一定垂直．vBvθF安培力与洛伦兹力安培力洛伦兹力

微观

宏观

安培力方向：

------左手定则洛伦兹力方向：

------左手定则

IF安？F洛

既然安培力是洛伦兹力的宏观表现，我们能否根据安培力大小求出每个自由电荷所受的洛伦兹力的大小呢？想一想IF安F洛3、洛伦兹力的大小：公式的推导：长为L、电流为I的通电导体垂直地放在磁感应强度为B的匀强磁场中。设导体的截面积为S、一个自由电荷的电荷量为q、单位体积内自由电荷数为n，自由电荷定向移动的速度为v，导体内自由电荷的总数为N，洛伦兹力的大小为F：F=qBv(匀强磁场，v⊥B)v思考：当速度与磁场方向有夹角θ，如何分析？vB∥B⊥B(θ为B与v的夹角)v⊥v∥F=Bqvsinθ

【例2】一个电子的速率V=3×106m/s，垂直射入B=0.1T的匀强磁场中，它所受的洛伦兹力为多大？电子的重力多大？（q=1.6×10-19C，m=9.1×10-31kg）解：F=qvB=1.6×10-19×3×106×0.1N=4.8×10-14N

G=mg=9.1×10-30N

分析电子在匀强磁场中受力时，电子的重力可忽略。【例3】（单选）从太阳或其他星体上放射出的宇宙射线中含有大量的高能带电粒子，这些高能粒子流到达地球会对地球上的生命带来危害，但是由于地球周围存在磁场，地磁场能改变宇宙射线中带电粒子的运动方向，对地球上的生命起到保护作用，如图所示。那么（

）A．地磁场对宇宙射线的阻挡作用各处相同；B．地磁场对垂直射向地球表面的宇宙射线的阻挡作用在南、北两极最强，赤道附近最弱；C．地磁场对垂直射向地球表面的宇宙射线的阻挡作用在南、北两极最弱，