新教材2021-2022学年高中物理人教版选择性必修第二册课件安培力与洛伦兹力

新教材2021-2022学年高中物理人教版选择性必修第二册课件安培力与洛伦兹力目录contents安培力与洛伦兹力概述磁场对电流作用——安培力磁场对运动电荷作用——洛伦兹力安培力与洛伦兹力在生活中的应用实验探究：测量安培力和洛伦兹力总结与展望01安培力与洛伦兹力概述通电导线在磁场中受到的力，其方向可用左手定则判断。安培力是磁场对电流的作用力，属于电磁相互作用。安培力运动电荷在磁场中受到的力，其方向可用左手定则判断。洛伦兹力是磁场对运动电荷的作用力，也属于电磁相互作用。洛伦兹力定义与性质安培力公式F=BILsinθ，其中F为安培力，B为磁感应强度，I为电流强度，L为导线长度，θ为B与I之间的夹角。安培力的单位是牛顿（N）。洛伦兹力公式F=qvBsinθ，其中F为洛伦兹力，q为电荷量，v为电荷速度，B为磁感应强度，θ为v与B之间的夹角。洛伦兹力的单位也是牛顿（N）。公式与单位安培力和洛伦兹力的研究始于19世纪，随着电磁学理论的不断发展，人们对这两种力的认识逐渐深入。安培力和洛伦兹力的公式和性质在电磁学教材中得到了详细阐述。研究历史目前，安培力和洛伦兹力的研究已经相当成熟，不仅在理论方面取得了重要成果，而且在实验和应用方面也取得了显著进展。例如，在粒子加速器、磁约束聚变等领域中，安培力和洛伦兹力的应用发挥着重要作用。同时，随着新材料、新技术的发展，对安培力和洛伦兹力的研究仍在不断深入。研究现状研究历史与现状02磁场对电流作用——安培力左手定则：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。电流方向与磁场方向平行时，通电导线不受安培力作用。电流方向与磁场方向垂直时，通电导线受到的安培力最大。磁场方向与电流方向关系当磁感应强度B的方向与导线方向成θ角时，F=BILsinθ；当磁场和电流垂直时，安培力最大，为F=BIL；当磁场和电流平行时，安培力等于零。安培力大小计算

安培力作用下导体运动分析静止导体棒在安培力作用下可能做加速、匀速、减速运动，需结合牛顿第二定律、运动学公式、平衡条件求解。对于动态导体棒问题，要分析清楚运动过程中安培力的变化情况，运用牛顿第二定律结合运动学公式进行求解。对于导体棒在复合场中运动的问题，要分析清楚各力做功情况，运用动能定理或能量守恒定律进行求解。03磁场对运动电荷作用——洛伦兹力根据左手定则，洛伦兹力方向垂直于磁场方向和粒子运动方向所构成的平面，指向由磁场方向和粒子运动方向共同决定。洛伦兹力大小与粒子所带电荷量、粒子运动速度以及磁感应强度有关，具体计算公式为F=qvB。运动电荷在磁场中受力分析洛伦兹力大小洛伦兹力方向带电粒子在磁场中运动时，受到的洛伦兹力f等于电荷量q、速率v、磁感应强度B三者的乘积，即f=qvB。公式f=qvB只适用于匀强磁场，且v与B垂直的情况。当v与B不垂直时，洛伦兹力的大小是f=qvBsinθ，其中θ是v和B的夹角。由于洛伦兹力的方向垂直于磁场方向和粒子的速度方向所构成的平面，所以洛伦兹力只改变粒子速度的方向，不改变粒子速度的大小，不改变粒子动量的大小。注意问题洛伦兹力大小计算当粒子平行于磁场方向进入时，不受洛伦兹力作用，做匀速直线运动。当粒子垂直于磁场方向进入时，在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动。当粒子与磁场成一定角度进入时，粒子的运动轨迹既不是直线也不是圆周，而是螺旋线。此时可以将粒子的速度分解为平行于磁场方向和垂直于磁场方向两个分量来进行分析。洛伦兹力作用下粒子运动轨迹04安培力与洛伦兹力在生活中的应用利用安培力产生的强大磁场，将电能转化为弹丸的动能，实现高速射击。电磁炮原理电磁炮具有速度快、射程远、精度高、成本低等优点，未来可应用于防空、反导、对地攻击等领域。应用前景电磁炮原理及应用前景粒子加速器原理利用洛伦兹力使带电粒子在磁场中做圆周运动，通过电场加速获得高能量。应用领域粒子加速器广泛应用于核物理、粒子物理、医学、材料科学等领域，如研究物质微观结构、治疗癌症等。粒子加速器原理及应用领域利用安培力产生的磁场，使列车悬浮于轨道之上，减少摩擦阻力，提高运行速度。磁悬浮列车等离子体物理无线充电技术研究高温等离子体中的物理现象，涉及安培力和洛伦兹力的应用，如核聚变反应研究。利用安培力产生的磁场进行电能传输，实现无线充电，方便快捷。030201其他相关技术应用05实验探究：测量安培力和洛伦兹力实验目的通过测量安培力和洛伦兹力，探究电流在磁场中的受力情况，并验证安培定律和洛伦兹力公式。实验原理根据安培定律，电流在磁场中受到的安培力F与电流I、导线长度L及磁感应强度B之间的关系为F=BIL。而洛伦兹力公式表明，运动电荷在磁场中受到的洛伦兹力f与电荷量q、速度v及磁感应强度B之间的关系为f=qvB。实验目的和原理实验步骤1.搭建实验装置，包括电源、电流表、导线、磁场发生器等。2.调整磁场发生器，产生稳定的磁场。实验步骤和数据记录3.通电导线在磁场中受到安培力，记录电流表和测力计的读数。5.对于洛伦兹力的测量，使用带电粒子在磁场中偏转的方法，记录粒子偏转半径和速度。4.改变电流或导线长度，重复实验并记录数据。数据记录：记录实验过程中的电流I、导线长度L、测得的安培力F以及洛伦兹力实验中粒子的偏转半径r和速度v等数据。实验步骤和数据记录结果分析：根据实验数据，可以绘制出安培力和洛伦兹力与相关物理量的关系图线。通过图线可以直观地看出安培力和洛伦兹力随电流、导线长度以及粒子速度的变化趋势。结果讨论1.通过实验验证了安培定律和洛伦兹力公式的正确性，加深了对电磁学基本规律的理解。2.在实验过程中，需要注意消除误差来源，如保证磁场的稳定性、准确测量电流和导线长度等。3.实验结果可为后续学习和研究提供数据支持，如探究磁场对电流的作用机制、分析电磁感应现象等。0102030405实验结果分析和讨论06总结与展望安培力安培力是电流在磁场中所受的力，其大小与电流、磁感应强度和导线在磁场中的方向有关。安培力的方向可用左手定则判断。洛伦兹力洛伦兹力是运动电荷在磁场中所受的力，其大小与电荷量、磁感应强度和电荷运动速度有关。洛伦兹力的方向可用左手定则判断，与电荷运动方向和磁感应强度方向都垂直。磁场对电流的作用磁场对通电导线有力的作用，这种力称为安培力。安培力的大小与导线在磁场中的长度、电流大小和磁感应强度有关，其方向可用左手定则判断。带电粒子在磁场中的运动当带电粒子以一定速度进入匀强磁场时，会受到洛伦兹力的作用，从而做匀速圆周运动。洛伦兹力提供向心力，由此可求出带电粒子在磁场中运动的半径和周期。重点知识点回顾学习方法和技巧分享重视基础知识在学习安培力与洛伦兹力的过程中，应重视基础知识的理解和掌握，如左手定则、安培力和洛伦兹力的公式等。理解物理概念和规律在学习过程中，应注重理解物理概念和规律的本质和内涵，避免死记硬背。多做练习题通过大量的练习题，可以加深对知识点的理解和记忆，提高解题能力和思维水平。建立知识网络在学习过程中，应建立完整的知识网络，将相关知识点串联起来，形成系统化的知识体系。关注科技前沿随着科技的不断发展，电磁学领域也在不断涌现新的研究成果和技术应用。未来可以关注科技前沿动态，了解最新的研究进展和应用趋势。深入学习电磁学知识在掌握了安培力与洛伦兹力的基础上，可以进