选择性必修二第一章安培力与洛仑磁力：第2节磁场对运动电荷的作用力 课件（21张PPT）
文档属性
| 名称 | 选择性必修二第一章安培力与洛仑磁力：第2节磁场对运动电荷的作用力 课件（21张PPT） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 6.0MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-03 12:27:34 | ||
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文档简介
(共21张PPT)
第一章 安培力与洛伦兹力
磁场对运动电荷的作用力
学习目标
【科学探究】通过实验探究，感受磁场对运动电荷有力的作用。
【物理观念】知道什么是洛伦兹力，会用左手定则判断洛伦兹力的方向。
【科学思维】掌握洛伦兹力公式的推导过程，会用公式分析求解洛伦兹力。
【科学态度和责任】了解电视显像管的基本构造和工作原理。
【回顾】运用左手定则判断安培力的方向
I
I
【思考】1、电流是怎样形成的呢？
F
F
2、既然磁场对电流有力的作用，电流是由电荷的定向移动形成的，那么我们是否可以想到磁场对运动电荷也有作用力呢？
运动电荷在磁场中会受到作用力吗？
I
【推理与猜想】
磁场对运动电荷有作用力吗？如果有，力的方向和大小又是怎样的呢？
一、阴极射线管实验
－
v
f
－
v
f
－
v
f
－
v
f
－
v
f
－
v
f
I
F安
. . . . . .
. . . . . .
. . . . . .
安培力是洛伦兹力的宏观表现
洛伦兹力是安培力的微观本质
实验发现: 当电荷速度方向与磁场方向不共线时，运动电荷在磁场中受到磁场施加的力作用。荷兰物理学家洛伦兹对电子论作出重大贡献，1895年提出电子受力公式，故称该力为洛伦兹力。
二、洛伦兹力的方向、左手定则
v
v
1、伸开左手，使大拇指和其余四指垂直且处于同一平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿过手心，若四指指向正电荷运动的方向，那么拇指所指的方向就使正电荷所受洛伦兹力的方向.
2、负电荷受力的方向与正电荷受力的方向的相反.
f
f
v
v
B
v
f
f
垂直纸面向外
试判断下图中的带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向.
1、可见：以相同速度进入同一磁场的正负电荷受到的洛伦兹力方向相反.
2、安培力方向由左手定则判断.我们知道安培力的方向既垂直于磁场方向，又垂直于电流方向，同样也用左手定则判断洛伦兹力f 的方向也既垂直于磁场B的方向又垂直于电荷运动速度v的方向.
试判断各图中带电粒子受洛伦兹力的方向，或带电粒子的电性、或带电粒子的运动方向.
v
f
f
v
v
洛伦兹力方向垂直纸面向里
洛伦兹力方向垂直纸面向外
v
【巩固练习】
关于洛伦兹力的说明：
1.洛伦兹力的方向垂直于v和B组成的平面.
洛伦兹力永远与速度方向垂直.
2.洛伦兹力对电荷不做功.
3.洛伦兹力只改变速度的方向，不改变速度的大小.
——洛伦兹力对电荷只起向心力的作用，故只在洛伦兹力的作用下，电荷将作什么运动？
－－－匀速圆周运动。
试判断下图中的带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的情况如何？
v0
1、当带电粒子的运动方向与磁场方向平行时，洛伦兹力最小f=0
如果带电粒子射入匀强磁场时,初速度v0跟磁感强度B的方向平行,粒子将做什么运动？
以初速度v0做匀速直线运动
我们知道：当电流方向跟磁场方向平行时安培力等于0
三、洛伦兹力的大小
2、当带电粒子的运动方向与磁场方向垂直时，洛伦兹力f 最大；
v
q
B
【思考与讨论】: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：
磁感应强度B
电荷量q
电荷运动快慢 v
若有一段长度为L的通电导线，横截面积为S，单位体积中含有的自由电荷数为n，每个自由电荷的电量为q，定向移动的平均速率为v，将这段导线垂直于磁场方向放入磁感应强度为B的匀强磁场中。
推导：这段导体所受的安培力 ：
I的微观表达式 ：
这段导体中含有的自由电荷数：
每个自由电荷所受的洛伦兹力大小 ：
F=BIL
I=nqsv
N=nLs
【思考与讨论】
vt
v
S
v
v
［问题］若此电子不垂直射入磁场，电子受到的洛伦兹力又如何呢 ？
洛伦兹力：F=qvB (v垂直B）
B1
B2
1.安培力是的集体表现，洛伦兹力是安培力产生的原因.
2.大小关系：F安＝NF洛（N是导体中运动的电荷数）
3.方向关系：F安与F洛方向相同.
4.F安与F洛本质都是磁场对运动电荷的作用力.
洛伦兹力和安培力
四、电视显像管的工作原理
显像管电视机
显像管原理示意图
(俯视图)
四、电视显像管的工作原理
主要构造:
电子枪（阴极）、偏转线圈、荧光屏等
【思考与讨论】
1．若要使电子束在水平方向偏离中心，打在荧光屏上的A点，偏转磁场应该沿什么方向？
2．若要使电子束打在B点，磁场应该沿什么方向？
3．若要使电子束打在荧光屏上的位置由B逐渐向A点移动，偏转磁场应该怎样变化？
电子束打在整个荧光屏上，必须在水平方向和竖直方向都施加变化的磁场，通过线圈实现。
电子束从最上一行到最下一行扫描，光点不断移动.每秒进行50场扫描，由于视觉暂留效应，看到整个荧光屏都在发光.
电子束在荧光屏上扫描
课堂小结
洛伦兹力方向
左手定则：①正电荷②负电荷
洛伦兹力大小 F =qvB v⊥B
安培力与洛伦兹力关系
导体中电荷所受的洛伦兹力，其总和在宏观上表现为导体的所受安培力。
第一章 安培力与洛伦兹力
磁场对运动电荷的作用力
学习目标
【科学探究】通过实验探究，感受磁场对运动电荷有力的作用。
【物理观念】知道什么是洛伦兹力，会用左手定则判断洛伦兹力的方向。
【科学思维】掌握洛伦兹力公式的推导过程，会用公式分析求解洛伦兹力。
【科学态度和责任】了解电视显像管的基本构造和工作原理。
【回顾】运用左手定则判断安培力的方向
I
I
【思考】1、电流是怎样形成的呢？
F
F
2、既然磁场对电流有力的作用，电流是由电荷的定向移动形成的，那么我们是否可以想到磁场对运动电荷也有作用力呢？
运动电荷在磁场中会受到作用力吗？
I
【推理与猜想】
磁场对运动电荷有作用力吗？如果有，力的方向和大小又是怎样的呢？
一、阴极射线管实验
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I
F安
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安培力是洛伦兹力的宏观表现
洛伦兹力是安培力的微观本质
实验发现: 当电荷速度方向与磁场方向不共线时，运动电荷在磁场中受到磁场施加的力作用。荷兰物理学家洛伦兹对电子论作出重大贡献，1895年提出电子受力公式，故称该力为洛伦兹力。
二、洛伦兹力的方向、左手定则
v
v
1、伸开左手，使大拇指和其余四指垂直且处于同一平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿过手心，若四指指向正电荷运动的方向，那么拇指所指的方向就使正电荷所受洛伦兹力的方向.
2、负电荷受力的方向与正电荷受力的方向的相反.
f
f
v
v
B
v
f
f
垂直纸面向外
试判断下图中的带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向.
1、可见：以相同速度进入同一磁场的正负电荷受到的洛伦兹力方向相反.
2、安培力方向由左手定则判断.我们知道安培力的方向既垂直于磁场方向，又垂直于电流方向，同样也用左手定则判断洛伦兹力f 的方向也既垂直于磁场B的方向又垂直于电荷运动速度v的方向.
试判断各图中带电粒子受洛伦兹力的方向，或带电粒子的电性、或带电粒子的运动方向.
v
f
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洛伦兹力方向垂直纸面向里
洛伦兹力方向垂直纸面向外
v
【巩固练习】
关于洛伦兹力的说明：
1.洛伦兹力的方向垂直于v和B组成的平面.
洛伦兹力永远与速度方向垂直.
2.洛伦兹力对电荷不做功.
3.洛伦兹力只改变速度的方向，不改变速度的大小.
——洛伦兹力对电荷只起向心力的作用，故只在洛伦兹力的作用下，电荷将作什么运动？
－－－匀速圆周运动。
试判断下图中的带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的情况如何？
v0
1、当带电粒子的运动方向与磁场方向平行时，洛伦兹力最小f=0
如果带电粒子射入匀强磁场时,初速度v0跟磁感强度B的方向平行,粒子将做什么运动？
以初速度v0做匀速直线运动
我们知道：当电流方向跟磁场方向平行时安培力等于0
三、洛伦兹力的大小
2、当带电粒子的运动方向与磁场方向垂直时，洛伦兹力f 最大；
v
q
B
【思考与讨论】: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：
磁感应强度B
电荷量q
电荷运动快慢 v
若有一段长度为L的通电导线，横截面积为S，单位体积中含有的自由电荷数为n，每个自由电荷的电量为q，定向移动的平均速率为v，将这段导线垂直于磁场方向放入磁感应强度为B的匀强磁场中。
推导：这段导体所受的安培力 ：
I的微观表达式 ：
这段导体中含有的自由电荷数：
每个自由电荷所受的洛伦兹力大小 ：
F=BIL
I=nqsv
N=nLs
【思考与讨论】
vt
v
S
v
v
［问题］若此电子不垂直射入磁场，电子受到的洛伦兹力又如何呢 ？
洛伦兹力：F=qvB (v垂直B）
B1
B2
1.安培力是的集体表现，洛伦兹力是安培力产生的原因.
2.大小关系：F安＝NF洛（N是导体中运动的电荷数）
3.方向关系：F安与F洛方向相同.
4.F安与F洛本质都是磁场对运动电荷的作用力.
洛伦兹力和安培力
四、电视显像管的工作原理
显像管电视机
显像管原理示意图
(俯视图)
四、电视显像管的工作原理
主要构造:
电子枪（阴极）、偏转线圈、荧光屏等
【思考与讨论】
1．若要使电子束在水平方向偏离中心，打在荧光屏上的A点，偏转磁场应该沿什么方向？
2．若要使电子束打在B点，磁场应该沿什么方向？
3．若要使电子束打在荧光屏上的位置由B逐渐向A点移动，偏转磁场应该怎样变化？
电子束打在整个荧光屏上，必须在水平方向和竖直方向都施加变化的磁场，通过线圈实现。
电子束从最上一行到最下一行扫描，光点不断移动.每秒进行50场扫描，由于视觉暂留效应，看到整个荧光屏都在发光.
电子束在荧光屏上扫描
课堂小结
洛伦兹力方向
左手定则：①正电荷②负电荷
洛伦兹力大小 F =qvB v⊥B
安培力与洛伦兹力关系
导体中电荷所受的洛伦兹力，其总和在宏观上表现为导体的所受安培力。