1.2磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力課件高二下學(xué)期物理人教版選擇性2

第一章安培力與洛倫茲力

人教版（2019）選修第二冊(cè)1.2

磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力1.知道什么是洛倫茲力，會(huì)用左手定則判斷洛倫茲力的方向。2.掌握洛倫茲力公式的推導(dǎo)過程，會(huì)計(jì)算洛倫茲力的大小。3.知道電視顯像管的基本構(gòu)造及工作的基本原理。學(xué)習(xí)目標(biāo)思考電流是如何形成的？猜想安培力的實(shí)質(zhì)：磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)電荷作用abvvvvvvvvF安Iab導(dǎo)入新課導(dǎo)體中運(yùn)動(dòng)電荷會(huì)受磁場(chǎng)的作用力嗎？

接高壓電源時(shí)，陰極會(huì)發(fā)射電子；

電子通過狹縫后形成一個(gè)扁平的電子束；

電子束掠射到熒光板上，顯示出電子束的徑跡。【實(shí)驗(yàn)】觀察電子束在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)裝置介紹：陰極射線管一、洛倫茲力方向⑴不加磁場(chǎng)⑵加前后方向磁場(chǎng)v視頻：觀察電子束在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)vv【實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象】⑶前后磁場(chǎng)反向1.磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用，該力稱為洛倫茲力。2.洛倫茲力的方向與磁場(chǎng)方向有關(guān)F洛⊥BF洛⊥vF洛⊥vB平面實(shí)驗(yàn)總結(jié)安培力洛侖茲力微觀原因宏觀表現(xiàn)F3.F洛、B、v三者方向關(guān)系遵循左手定則v-q正電荷運(yùn)動(dòng)方向負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的反方向垂直穿過手心洛倫茲力F方向四指磁感線

大拇指強(qiáng)調(diào)左手定則：

伸開左手，使拇指與其余四指垂直且處于同一平面內(nèi)；讓磁感線從掌心垂直進(jìn)入，使四指指向正電荷運(yùn)動(dòng)的方向，拇指所指的方向就是正電荷所受洛侖茲力的方向。BvFθ+思考：結(jié)論：B與v不一定相互垂直。F洛⊥B且F洛⊥v，則B與v也一定相互垂直嗎？vF洛F洛v速度有垂直紙面向里的分量洛侖茲力垂直于紙面向外vF洛=0F洛=0vBBBBBB練習(xí)1試判斷下列圖中各帶電粒子所受洛倫茲力的方向或帶電粒子的電性或帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向。vF洛思路點(diǎn)撥：

明確磁場(chǎng)信息：磁場(chǎng)方向

明確帶電粒子信息：電性、初速度方向。abvvvvvvvvF安F洛abI安培力洛倫茲力F安=N·F洛通電導(dǎo)體保持固定時(shí)：F=BIL推導(dǎo)依據(jù)：I=nqSvN=

nLS二、洛倫茲力大小思考：垂直磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)的電荷受到的洛倫茲力與哪些因素有關(guān)？情境：導(dǎo)線長(zhǎng)為L(zhǎng)，橫截面積為S，垂直磁場(chǎng)方向放入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n，每個(gè)自由電荷的電荷量為q，自由電荷定向移動(dòng)速率為v。求：F洛。

F安

=BILI=nqSvN=nLSLF安abvvvvvvvvF洛則每個(gè)自由電荷所受的洛倫茲力大?。合胍幌耄和频竭^程中，自由電荷速度方向與磁場(chǎng)方向是怎樣的關(guān)系？導(dǎo)體所受安培力:電流微觀表達(dá)式:

導(dǎo)體中的電荷個(gè)數(shù):

分析：⑶當(dāng)電荷v與磁場(chǎng)B的方向夾角為θ時(shí)，電荷所受的洛倫茲力:v∥vv┴θB1.洛倫茲力大小公式F=qvB⑴當(dāng)v⊥B時(shí)F=0⑵當(dāng)

v∥BF=qv⊥B=qvBsinθθ：v與B夾角2.洛倫茲力特點(diǎn)

F洛只改變速度方向，不改變速度大小

F洛對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷永不做功。由F洛⊥v？練習(xí)2電子以初速度v垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,則

(

)

A.磁場(chǎng)對(duì)電子的作用力始終不變B.磁場(chǎng)對(duì)電子的作用力始終不做功

C.電子的速度始終不變D.電子的動(dòng)能始終不變BD練習(xí)3一長(zhǎng)直螺線管通有交流，一個(gè)電子以速度v沿著螺線管的軸線射入管內(nèi)，則電子在管內(nèi)的運(yùn)動(dòng)情況是(

)

A.勻加速運(yùn)動(dòng)B.勻減速運(yùn)動(dòng)

C.勻速直線運(yùn)動(dòng)D.在螺線管內(nèi)來回往復(fù)運(yùn)動(dòng)C例題

一個(gè)質(zhì)量m=0.1g的小滑塊，帶有q=5×10-4C的電荷放置在傾角α=30°的光滑斜面上（絕緣），斜面置于B=0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，如圖所示。小滑塊由靜止開始沿斜面滑下，其斜面足夠長(zhǎng)，小滑塊滑至某一位置時(shí)，要離開斜面，求：

⑴小滑塊帶何種電荷？⑵小滑塊經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間離開斜面？⑶該斜面至少有多長(zhǎng)？俯視圖偏轉(zhuǎn)線圈由電子槍、

和熒光屏組成。2.原理

想一想：電視顯像管帶電粒子的偏轉(zhuǎn)方式與示波管有什么不同？實(shí)例：電視顯像管的工作原理三、電子束的磁偏轉(zhuǎn)1.構(gòu)造帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，受洛倫茲力作用發(fā)生偏轉(zhuǎn)。沒有磁場(chǎng)時(shí)電子束打在熒光屏正中的O點(diǎn)。原理分析

光斑移動(dòng)磁場(chǎng)大小變化磁場(chǎng)方向B→OOO→A⑴要使電子束在水平方向偏離中心，打在熒光屏上的A點(diǎn)，偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)該沿什么方向？⑵要使電子束打在B點(diǎn)，磁場(chǎng)應(yīng)該沿什么方向？⑶要使電子束打在熒光屏上的位置由B點(diǎn)逐漸向A點(diǎn)移動(dòng)，偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)該怎樣變化？垂直紙面向外垂直紙面向里垂直紙面向內(nèi)減小垂直紙面向外增大磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0―

偏轉(zhuǎn)區(qū)的水平方向和豎直方向都有偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，其方向、強(qiáng)弱都在不斷變化，電子束打在熒光屏上的光點(diǎn)就象上圖那樣不斷移動(dòng)，稱為掃描。3.顯示技術(shù)中的掃描達(dá)標(biāo)測(cè)試(多選)如圖所示，空間存在垂直于紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，場(chǎng)內(nèi)有一絕緣的足夠長(zhǎng)的直桿，它與水平面的傾角為θ，一帶電荷量為－q、質(zhì)量為m的小球套在直桿上，從A點(diǎn)由靜止沿桿下滑，小球與桿之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，在小球以后的運(yùn)動(dòng)過程中，