人教版運動電荷在磁場中受到的力分析課件

3.5運動電荷在磁場中受到的力13.5運動電荷1知識回顧判斷下列圖中安培力的方向：FF電流是如何形成的？2知識回顧判斷下列圖中安培力的方向：FF電流是如何形成的？2

磁場對通電導線（電流）有力的作用，而電流是電荷的定向運動形成的，由此你會想到了什么？

磁場可能對運動電荷有力的作用。導體中的電流是由電荷的定向移動產生的3磁場對通電導線（電流）有力的作用，而電流是電荷陰極陽極狹縫熒光板電子束真空陰極射線管實驗驗證演示：陰極射線在磁場中的偏轉4陰極陽極狹縫熒光板電子束真空陰極射線管實驗驗證演示：陰極射線55NS下圖中電子束在磁場中的偏轉1實驗驗證：6NS下圖中電子束在磁場中的偏轉1實驗驗證：6當電子射線管的周圍不存在磁場時，電子的運動軌跡是直線當電子射線管的周圍存在磁場時，電子的運動軌跡是曲線磁場對運動電荷有力的作用結論7當電子射線管的周圍不存在磁場時，電子的運動軌跡是直線當電子射一、洛倫茲力1、運動電荷在磁場中受到的力稱為洛倫茲力.2.洛倫茲力與安培力的關系：

安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)。洛倫茲力是安培力的微觀本質。8一、洛倫茲力1、運動電荷在磁場中2.洛倫茲力與安培力的關系：洛倫茲（1853—1928）洛倫茲，荷蘭物理學家，首先提出磁場對運動電荷有作用力的觀點。洛倫茲創(chuàng)立了經典電子論，提出了洛倫茲變換公式，1902年與其學生塞曼共同獲得諾貝爾物理學獎。為紀念洛倫茲的卓著功勛，荷蘭政府決定從1945年起，把他的生日定為“洛倫茲節(jié)”。9洛倫茲（1853—1928）洛倫茲，荷蘭物理學家，首先提出磁猜想：能不能用左手定則來判定？推理：我們曾經用左手定則判定安培力的方向。大量定向移動電荷所受洛倫茲力宏觀表現(xiàn)為安培力，因此，可以用左手定則判定洛倫茲力的方向。洛侖茲力F洛的方向如何確定？思考10猜想：能不能用左手定則來判定？洛侖茲力F洛的方向如何確定？思二.洛倫茲力的方向----左手定則v1、伸開左手，使大拇指和其余四指垂直且處于同一平面內，把手放入磁場中，讓磁感線穿入手心，使四指指向正電荷運動的方向，那么拇指所指的方向就使正電荷所受洛倫茲力的方向。2、如果運動的是負電荷，則四指指向負電荷運動的反方向，那么拇指所指的方向就是負電荷所受洛倫茲力的方向。FFv11二.洛倫茲力的方向----左手定則v1、伸開左手，使大拇指和NS下圖中電子束的偏轉方向？1實驗驗證：12NS下圖中電子束的偏轉方向？1實驗驗證：12SN

實驗事實證明左手定則適用于洛倫茲力方向的判定。13SN實驗事實證明左手定則適用于洛倫茲力方向的判定。13課堂訓練－q豎直向上豎直向上垂直紙面向內

垂直紙面向外判斷下列粒子進入磁場時所受的洛倫茲力的方向14課堂訓練－q豎直向上豎直向上垂直紙面向內垂直紙面向外判斷下洛倫茲力大小可能會與哪些因素有關?當電荷運動方向跟磁場方向垂直時洛倫茲力的大小跟三個因素相關:1.磁感應強度B2.電荷量q3.電荷運動快慢v三、洛倫茲力的大小15洛倫茲力大小可能會與哪些因素有關?當電荷運動方向跟磁場方向垂vvvv設有一段長為L，橫截面積為S的直導線，單位體積內的自由電荷數(shù)為n，每個自由電荷的電荷量為q，自由電荷定向移動的速率為v.這段通電導線垂直磁場方向放入磁感應強度為B的勻強磁場中，求洛倫茲力三、洛倫茲力的大小16vvvv設有一段長為L，橫截面積為S的直導線，單位體積內的自IFvvvv(1)通電導線中的電流(2)通電導線所受的安培力(3)這段導線內的自由電荷數(shù)(4)每個電荷所受的洛倫茲力17IFvvvv(1)通電導線中的電流171.F洛=qVB(V⊥B）2.F洛=0(V∥B）3.當V與B成一角度θ時三、洛倫茲力大小181.F洛=qVB(V⊥B）BvFθvθBV2V119BvFθvθBV2V1191.F洛=qVB(V⊥B）2.F洛=0(V∥B）3.當V與B成一角度θ時

F洛=qVBsinθ

三、洛倫茲力大小201.F洛=qVB(V⊥B）思考與討論（1）洛倫茲力方向與帶電粒子的運動方向有什么關系？

洛倫茲力方向與帶電粒子運動方向垂直（2）洛倫茲力帶電粒子運動的速度有什么影響？

只改變粒子速度的方向，不改變粒子速度的大?。?）洛倫茲力對帶電粒子做的功是多少？

由于洛倫茲力方向始終與帶電粒子運動方向垂直，所以洛倫茲力對運動電荷不做功

F⊥vF⊥B21思考與討論（1）洛倫茲力方向與帶電粒子的運動方向有什么關系？安培力是洛倫茲力的集體表現(xiàn)，洛倫茲力是安培力微觀表現(xiàn)。2.大小關系：F安＝NF洛（N是導體中運動的電荷數(shù)）3.方向關系：F安與F洛方向相同4.F安與F洛本質都是磁場對運動電荷的作用力洛倫茲力與安培力的關系：22安培力是洛倫茲力的集體表現(xiàn)，洛倫茲力是安培力微觀表現(xiàn)。2.大洛倫茲力和電場力的區(qū)別：電荷在電場中一定受到電場力的作用，與其運動狀態(tài)無關；而電荷在磁場中不一定受到磁場力作用，只有相對于磁場運動且運動方向與磁場方向不平行的電荷才受磁場力作用。2.大小：F電＝Eq,F洛=Bqvsinθ。3.電荷所受電場力方向總是平行于電場線的切線方向；而電荷所受磁場力的方向總是既垂直于磁場方向，又垂直于運動方向。4.電場力要對運動電荷做功（電荷在等勢面上運動除外）；而電荷在磁場中運動時，磁場力一定不會對電荷做功。23洛倫茲力和電場力的區(qū)別：電荷在電場中一定受到電場力的作用，與小結1、洛倫茲力：磁場對運動電荷的作用力安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)2、洛倫茲力的方向：左手定則F⊥vF⊥B3、洛倫茲力大小：F洛=qVBsinθV⊥BF洛=qVBV∥BF洛=04、特點：洛倫茲力只改變力的方向，不改變力的大小，洛倫茲力對運動電荷不做功24小結1、洛倫茲力：磁場對運動電荷的作用力24請你分析洛倫茲力和安培力方向的判斷方法，找出判斷兩力方向的共同規(guī)律安培力：伸出左手，讓磁感線穿過手心，四指指向電流方向，拇指所指的方向就是安培力的方向洛倫茲力：伸出左手，讓磁感線穿過手心，四指指向正電荷的運動方向，（指向負電荷的運動反方向）拇指所指的方向就是安培力的方向25請你分析洛倫茲力和安培力方向的判斷方法，找出判斷兩力方向的共洛侖茲力的特點1、洛倫茲力的大小：（1）v∥B，F(xiàn)洛=0；（2）v⊥B，F(xiàn)洛=qvB（3）

v與B成θ時，F(xiàn)=qvBsinθv⊥v∥26洛侖茲力的特點1、洛倫茲力的大小：（1）v∥B，F(xiàn)洛=0；v1、洛倫茲力的方向：F洛⊥BF洛⊥vF洛⊥vB平面重要結論：洛倫茲力永遠不做功！2、洛倫茲力的效果：洛倫茲力的方向永遠與速度垂直，只改變運動電荷速度的方向，不改變運動電荷速度的大小。271、洛倫茲力的方向：F洛⊥BF洛⊥vF洛⊥vB平面重要結論：1、下列各圖中帶電粒子剛剛進入磁場，試判斷這時粒子所受洛倫茲力的方向×××××××××+×××××××××VV+VVV+VFL+V垂直紙面向外垂直紙面向里+VFLFLFLFL=0FL=0課堂練習:281、下列各圖中帶電粒子剛剛進入磁場，試判斷這時粒子所受洛倫茲2：為了研究某種放射源發(fā)出的未知射線，物理探究者把放射源置于勻強磁場中，射線分裂成a、b、c三束，請分析三束射線的電性。292：為了研究某種放射源發(fā)出的未知射線，物理探究者把放射源置試證明：帶電粒子具有速度時，才能沿著圖示虛線路徑通過這個速度選擇器?！局R應用】：××××××××v

速度選擇器3.（書98頁第三題）在如圖所示的平行板器件中，電場強度E和磁感應強度B相互垂直。具有不同水平速度的帶電粒子射入后發(fā)生偏轉的情況不同。這種裝置能把具有某一特定速度的粒子選擇出來，所以叫做速度選擇器。30試證明：帶電粒子具有速度時，才【知識應用】：××（2）若A、B兩板相距為d，板間的磁場按勻強磁場處理，磁感應強度為B，等離子體以速度v沿垂直于B的方向射入磁場，該發(fā)電機的電動勢是多大？(提示：復習第二章第二節(jié)電動勢的有關知識。)4、（書98頁第4題）如圖所示，磁流體發(fā)電機是一項新興技術，它可以把物體的內能直接轉化為電能。平行金屬板A、B之間有一個很強的磁場，將一束等離子體（即高溫下電離的氣體，含有大量正、負帶電粒子）噴入磁場，A、B兩板間便產生電壓。如果把A、B和用電器連接，A、B就是一個直流電源的兩個電極。（1）圖中A、B板哪一個是發(fā)電機的正極。NSNSNSNS31（2）若A、B兩板相距為d，板間的磁場按勻強磁場處理，磁感應四、電視顯像管的工作原理

1、要是電子打在A點，偏轉磁場應該沿什么方向？垂直紙面向外2、要是電子打在B點，偏轉磁場應該沿什么方向？垂直紙面向里3、要是電子打從A點向B點逐漸移動，偏轉磁場應該怎樣變化？先垂直紙面向外并逐漸減小，然后垂直紙面向里并逐漸增大。32四、電視顯像管的工作原理1、要是電子打在A點，偏轉磁場應該電視顯像管中的掃描在電視顯像管的偏轉區(qū)中存在水平方向和豎直方向強弱和方向都在不斷變化的偏轉磁場，于是，電子槍發(fā)出的電子束在熒光屏上的發(fā)光點不斷移動，對圖像進行掃描，掃描的路線如圖所示，從a開始，逐行進行，直到b，且每秒要進行50場掃描，結果，我們就感覺到熒光屏上整個都發(fā)光了。33電視顯像管中的掃描在電視顯像管的偏轉區(qū)中存在水平方向和3434欣賞“極光”35欣賞“極光”35欣賞“極光”36欣賞“極光”36欣賞“極光”37欣賞“極光”37欣賞“極光”38欣賞“極光”38欣賞“極光”39欣賞“極光”39欣賞“極光”40欣賞“極光”40欣賞“極光”41欣賞“極光”41欣賞“極光”42欣賞“極光”42欣賞“極光”43欣賞“極光”43地磁場改變宇宙射線中帶電粒子的運動方向——保護作用地磁場宇宙射線解釋“極光”現(xiàn)象44地磁場改變宇宙射線中帶電粒子的運動方向——保護作用地磁場宇宙3.5運動電荷在磁場中受到的力453.5運動電荷1知識回顧判斷下列圖中安培力的方向：FF電流是如何形成的？46知識回顧判斷下列圖中安培力的方向：FF電流是如何形成的？2

磁場對通電導線（電流）有力的作用，而電流是電荷的定向運動形成的，由此你會想到了什么？

磁場可能對運動電荷有力的作用。導體中的電流是由電荷的定向移動產生的47磁場對通電導線（電流）有力的作用，而電流是電荷陰極陽極狹縫熒光板電子束真空陰極射線管實驗驗證演示：陰極射線在磁場中的偏轉48陰極陽極狹縫熒光板電子束真空陰極射線管實驗驗證演示：陰極射線495NS下圖中電子束在磁場中的偏轉1實驗驗證：50NS下圖中電子束在磁場中的偏轉1實驗驗證：6當電子射線管的周圍不存在磁場時，電子的運動軌跡是直線當電子射線管的周圍存在磁場時，電子的運動軌跡是曲線磁場對運動電荷有力的作用結論51當電子射線管的周圍不存在磁場時，電子的運動軌跡是直線當電子射一、洛倫茲力1、運動電荷在磁場中受到的力稱為洛倫茲力.2.洛倫茲力與安培力的關系：

安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)。洛倫茲力是安培力的微觀本質。52一、洛倫茲力1、運動電荷在磁場中2.洛倫茲力與安培力的關系：洛倫茲（1853—1928）洛倫茲，荷蘭物理學家，首先提出磁場對運動電荷有作用力的觀點。洛倫茲創(chuàng)立了經典電子論，提出了洛倫茲變換公式，1902年與其學生塞曼共同獲得諾貝爾物理學獎。為紀念洛倫茲的卓著功勛，荷蘭政府決定從1945年起，把他的生日定為“洛倫茲節(jié)”。53洛倫茲（1853—1928）洛倫茲，荷蘭物理學家，首先提出磁猜想：能不能用左手定則來判定？推理：我們曾經用左手定則判定安培力的方向。大量定向移動電荷所受洛倫茲力宏觀表現(xiàn)為安培力，因此，可以用左手定則判定洛倫茲力的方向。洛侖茲力F洛的方向如何確定？思考54猜想：能不能用左手定則來判定？洛侖茲力F洛的方向如何確定？思二.洛倫茲力的方向----左手定則v1、伸開左手，使大拇指和其余四指垂直且處于同一平面內，把手放入磁場中，讓磁感線穿入手心，使四指指向正電荷運動的方向，那么拇指所指的方向就使正電荷所受洛倫茲力的方向。2、如果運動的是負電荷，則四指指向負電荷運動的反方向，那么拇指所指的方向就是負電荷所受洛倫茲力的方向。FFv55二.洛倫茲力的方向----左手定則v1、伸開左手，使大拇指和NS下圖中電子束的偏轉方向？1實驗驗證：56NS下圖中電子束的偏轉方向？1實驗驗證：12SN

實驗事實證明左手定則適用于洛倫茲力方向的判定。57SN實驗事實證明左手定則適用于洛倫茲力方向的判定。13課堂訓練－q豎直向上豎直向上垂直紙面向內

垂直紙面向外判斷下列粒子進入磁場時所受的洛倫茲力的方向58課堂訓練－q豎直向上豎直向上垂直紙面向內垂直紙面向外判斷下洛倫茲力大小可能會與哪些因素有關?當電荷運動方向跟磁場方向垂直時洛倫茲力的大小跟三個因素相關:1.磁感應強度B2.電荷量q3.電荷運動快慢v三、洛倫茲力的大小59洛倫茲力大小可能會與哪些因素有關?當電荷運動方向跟磁場方向垂vvvv設有一段長為L，橫截面積為S的直導線，單位體積內的自由電荷數(shù)為n，每個自由電荷的電荷量為q，自由電荷定向移動的速率為v.這段通電導線垂直磁場方向放入磁感應強度為B的勻強磁場中，求洛倫茲力三、洛倫茲力的大小60vvvv設有一段長為L，橫截面積為S的直導線，單位體積內的自IFvvvv(1)通電導線中的電流(2)通電導線所受的安培力(3)這段導線內的自由電荷數(shù)(4)每個電荷所受的洛倫茲力61IFvvvv(1)通電導線中的電流171.F洛=qVB(V⊥B）2.F洛=0(V∥B）3.當V與B成一角度θ時三、洛倫茲力大小621.F洛=qVB(V⊥B）BvFθvθBV2V163BvFθvθBV2V1191.F洛=qVB(V⊥B）2.F洛=0(V∥B）3.當V與B成一角度θ時

F洛=qVBsinθ

三、洛倫茲力大小641.F洛=qVB(V⊥B）思考與討論（1）洛倫茲力方向與帶電粒子的運動方向有什么關系？

洛倫茲力方向與帶電粒子運動方向垂直（2）洛倫茲力帶電粒子運動的速度有什么影響？

只改變粒子速度的方向，不改變粒子速度的大?。?）洛倫茲力對帶電粒子做的功是多少？

由于洛倫茲力方向始終與帶電粒子運動方向垂直，所以洛倫茲力對運動電荷不做功

F⊥vF⊥B65思考與討論（1）洛倫茲力方向與帶電粒子的運動方向有什么關系？安培力是洛倫茲力的集體表現(xiàn)，洛倫茲力是安培力微觀表現(xiàn)。2.大小關系：F安＝NF洛（N是導體中運動的電荷數(shù)）3.方向關系：F安與F洛方向相同4.F安與F洛本質都是磁場對運動電荷的作用力洛倫茲力與安培力的關系：66安培力是洛倫茲力的集體表現(xiàn)，洛倫茲力是安培力微觀表現(xiàn)。2.大洛倫茲力和電場力的區(qū)別：電荷在電場中一定受到電場力的作用，與其運動狀態(tài)無關；而電荷在磁場中不一定受到磁場力作用，只有相對于磁場運動且運動方向與磁場方向不平行的電荷才受磁場力作用。2.大小：F電＝Eq,F洛=Bqvsinθ。3.電荷所受電場力方向總是平行于電場線的切線方向；而電荷所受磁場力的方向總是既垂直于磁場方向，又垂直于運動方向。4.電場力要對運動電荷做功（電荷在等勢面上運動除外）；而電荷在磁場中運動時，磁場力一定不會對電荷做功。67洛倫茲力和電場力的區(qū)別：電荷在電場中一定受到電場力的作用，與小結1、洛倫茲力：磁場對運動電荷的作用力安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)2、洛倫茲力的方向：左手定則F⊥vF⊥B3、洛倫茲力大小：F洛=qVBsinθV⊥BF洛=qVBV∥BF洛=04、特點：洛倫茲力只改變力的方向，不改變力的大小，洛倫茲力對運動電荷不做功68小結1、洛倫茲力：磁場對運動電荷的作用力24請你分析洛倫茲力和安培力方向的判斷方法，找出判斷兩力方向的共同規(guī)律安培力：伸出左手，讓磁感線穿過手心，四指指向電流方向，拇指所指的方向就是安培力的方向洛倫茲力：伸出左手，讓磁感線穿過手心，四指指向正電荷的運動方向，（指向負電荷的運動反方向）拇指所指的方向就是安培力的方向69請你分析洛倫茲力和安培力方向的判斷方法，找出判斷兩力方向的共洛侖茲力的特點1、洛倫茲力的大小：（1）v∥B，F(xiàn)洛=0；（2）v⊥B，F(xiàn)洛=qvB（3）

v與B成θ時，F(xiàn)=qvBsinθv⊥v∥70洛侖茲力的特點1、洛倫茲力的大?。海?）v∥B，F(xiàn)洛=0；v1、洛倫茲力的方向：F洛⊥BF洛⊥vF洛⊥vB平面重要結論：洛倫茲力永遠不做功！2、洛倫茲力的效果：洛倫茲力的方向永遠與速度垂直，只改變運動電荷速度的方向，不改變運動電荷速度的大小。711、洛倫茲力的方向：F洛⊥BF洛⊥vF洛⊥vB平面重要結論：1、下列各圖中帶電粒子剛剛進入磁場，試判斷這時粒子所受洛倫茲力的方向×××××××××+×××××××××VV+VVV+VFL+V垂直紙面向外垂直紙面向里+VFLFLFLFL=0FL=0課堂練習:721、下列各圖中帶電粒子剛剛進入磁場，試判斷這時粒子所受洛倫茲2：為了研究某種放射源發(fā)出的未知射線，物理探究者把放射源置于勻強磁場中，射線分裂成a、b、c三束，請分析三束射線的電性。732：為了研究某種放射源發(fā)出的未知射線，物理探究者把放射源置試證明：帶電粒子具有速度時，才能沿著圖示虛線路徑通過這個速度選擇器。【知識應用】：××××××××v

速度選擇器3.（書98頁第三題）在如圖所示的平行板器件中，電場強度E和磁感應強度B相互垂直。具有不同水平速度的帶電粒子射入后發(fā)生偏轉的情況不同。這種裝置能把具有某一特定速度的粒子選擇出來，所以叫做速度選擇器。74試證明：帶電粒子具有速度時，才【知識應用】：××（2