人教版选修二 1.2 磁场对运动电荷的作用力 课件（17张PPT）
文档属性
| 名称 | 人教版选修二 1.2 磁场对运动电荷的作用力 课件（17张PPT） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 696.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-10-27 22:13:23 | ||
图片预览
文档简介
(共17张PPT)
1.2磁场对运动电荷的作用力
复习：
1、安培力的方向如何判断？
2、安培力的大小如何计算？
左手定则
F=BILsinθ
一、洛伦兹力的方向：
安培力是磁场对电流的作用力
电流是电荷的定向移动形成的
洛伦兹力是磁场对运动电荷的作用力
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
洛伦兹力的方向可以用左手定则判定
实验验证：
理论推导：
推理猜想：
磁场对运动电荷的作用力叫做洛伦兹力
洛伦兹力：
一、洛伦兹力的方向（左手定则）
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.若四指指向负电荷运动的反方向，那么拇指所指的方向就是负电荷所受洛伦兹力的方向。
二、洛伦兹力的大小
设有一段长为L，横截面积为S的直导线，单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q，自由电荷定向移动的速率为v。这段通电导线垂直磁场方向放入磁感应强度为B的匀强磁场中，求
（1）电流强度I。
（2）通电导线所受的安培力。
（3）这段导线内的自由电荷数。
（4）每个电荷所受的洛伦兹力。
适用条件：速度方向与磁场方向垂直
若速度v与磁场B的方向夹角为θ时，
（1）I=nqsv
（2）F安＝ILB＝（nqsv）LB
（3）总电荷数：nsL
（4）f洛＝ｑVB
1.推导：
2．洛伦兹力和电场力的比较：
比较项目 洛伦兹力F 电场力F
性质 磁场对运动电荷的作用力 电场对电荷的作用力
产生条件 v≠ 0且v不与B平行 电场中的电荷一定受到电场力作用
大小 F ＝qvB(v⊥B) F ＝qE
力方向与场方向的关系 一定是F⊥B，F⊥v 正电荷与电场方向相同，负电荷与电场方向相反
做功情况 任何情况下都不做功 可能做正功、负功或不做功
力F为零时场的情况 F为零，B不一定为零 F为零，E一定为零
作用效果 只改变电荷运动的速度方向，不改变速度大小 既可以改变电荷运动的速度大小，也可以改变电荷运动的方向
三、电子束的磁偏转
1．构造：电视显像管主要由电子枪、偏转线圈和荧光屏三部分组成。
2．原理：电子显像管应用了电子束磁偏转的原理。
3．扫描：在偏转区的水平方向和竖直方向都有偏转磁场，其方向、强度都在不断变化，使得电子束打在荧光屏上的光点不断移动。电子束从最上一行到最下一行扫描一遍叫作一场，电视机每秒要进行50场扫描。
1．如图是电子射线管的示意图。接通电源后，电子射线由阴极沿x轴正方向射出，在荧光屏上会看到一条亮线。要使荧光屏上的亮线向下（z轴负方向）偏转，在下列措施中可采用的是（ ）
A．加一电场，电场方向沿y轴正方向
B．加一电场，电场方向沿z轴负方向
C．加一磁场，磁场方向沿y轴正方向
D．加一磁场，磁场方向沿z轴负方向
C
2．带电荷量为＋q的粒子在匀强磁场中运动，下面说法中正确的是（ ）
A．只要速度大小相同，所受洛伦兹力就相同
B．如果把＋q改为－q，且速度反向、大小不变，则洛伦兹力的方向一定改变
C．洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直，磁场方向一定与电荷运动方向垂直
D．粒子只受到洛伦兹力的作用，不可能做匀速直线运动
D
3．如图所示，通电直导线通有竖直向上的电流，其右侧一个初速度为的电子，沿平行于通电长直导线的方向向上射出，不计电子重力，则（ ）
A．电子将向左偏转，速率不变
B．电子将向右偏转，速率不变
C．电子运动方向不变，速率不变
D．电子将向右偏转，速率改变
B
4．关于安培力与洛伦兹力的关系理解正确的一项是（ ）
A．安培力和洛伦兹力是完全独立的两种力，它们没有任何联系
B．安培力和洛伦兹力是完全相同的同种力，它们没有任何区别
C．安培力是磁场给电荷的作用力，洛伦兹力是磁场给电流的作用力，都是磁场作用的力
D．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
D
5．关于安培力、电场力和洛伦兹力，下列说法正确的是（ ）
A．电荷在电场中一定受电场力作用，电荷在磁场中一定受洛伦兹力作用
B．安培力是洛伦兹力的宏观表现，洛伦兹力是安培力的微观表现
C．电场力一定沿电场方向，洛伦兹力一定沿磁场方向
D．安培力、洛伦兹力和电场力都可以做功
B
6．甲、乙两个带电粒子带电量分别为2q和q，运动速度分别为v和2v，当它们都进入到同一匀强磁场，且速度方向都与磁场方向垂直时，甲、乙受到的洛伦兹力大小之比为（ ）
A．4:1
B．2:1
C．1:2
D．1:1
D
7．如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一段静止的长为L截面积为S的通电导线，磁场方向垂直于导线。设单位体积导线中有n个自由电荷，每个自由电荷的电荷量都为q，它们沿导线定向移动的平均速率为v。下列选项正确的是（ ）
A．导线中的电流大小为nSqv
B．这段导线受到的安培力大小为nLqvB
C．沿导线方向电场的电场强度大小为vB
D．导线中每个自由电荷受到的平均阻力大小为qvB
A
8．从右图（侧视图）可以看出，没有磁场时电子束打在荧光屏正中的O点。为使电子束偏转，由安装在管颈的偏转线圈产生偏转磁场。如果要使电子束在水平方向偏离中心，打在荧光屏上的A点，则偏转磁场的方向应该为（ ）
A．竖直向上
B．竖直向下
C．垂直纸面向里
D．垂直纸面向外
D
9．一束等离子体（含有大量带等量正电和负电的微粒，不考虑其重力及电荷间的相互作用），沿图中箭头所示的方向垂直于磁场方向射入一匀强磁场，磁场方向垂直纸面，粒子运动的轨迹如图中a、b所示，则以下说法中正确的是（ ）
A．a是带负电的微粒的运动轨迹
B．a是带正电的微粒的运动轨迹
C．b是带负电的微粒的运动轨迹
D．b是带正电微粒及负电微粒的共同轨迹
BC
1.2磁场对运动电荷的作用力
复习：
1、安培力的方向如何判断？
2、安培力的大小如何计算？
左手定则
F=BILsinθ
一、洛伦兹力的方向：
安培力是磁场对电流的作用力
电流是电荷的定向移动形成的
洛伦兹力是磁场对运动电荷的作用力
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
洛伦兹力的方向可以用左手定则判定
实验验证：
理论推导：
推理猜想：
磁场对运动电荷的作用力叫做洛伦兹力
洛伦兹力：
一、洛伦兹力的方向（左手定则）
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.若四指指向负电荷运动的反方向，那么拇指所指的方向就是负电荷所受洛伦兹力的方向。
二、洛伦兹力的大小
设有一段长为L，横截面积为S的直导线，单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q，自由电荷定向移动的速率为v。这段通电导线垂直磁场方向放入磁感应强度为B的匀强磁场中，求
（1）电流强度I。
（2）通电导线所受的安培力。
（3）这段导线内的自由电荷数。
（4）每个电荷所受的洛伦兹力。
适用条件：速度方向与磁场方向垂直
若速度v与磁场B的方向夹角为θ时，
（1）I=nqsv
（2）F安＝ILB＝（nqsv）LB
（3）总电荷数：nsL
（4）f洛＝ｑVB
1.推导：
2．洛伦兹力和电场力的比较：
比较项目 洛伦兹力F 电场力F
性质 磁场对运动电荷的作用力 电场对电荷的作用力
产生条件 v≠ 0且v不与B平行 电场中的电荷一定受到电场力作用
大小 F ＝qvB(v⊥B) F ＝qE
力方向与场方向的关系 一定是F⊥B，F⊥v 正电荷与电场方向相同，负电荷与电场方向相反
做功情况 任何情况下都不做功 可能做正功、负功或不做功
力F为零时场的情况 F为零，B不一定为零 F为零，E一定为零
作用效果 只改变电荷运动的速度方向，不改变速度大小 既可以改变电荷运动的速度大小，也可以改变电荷运动的方向
三、电子束的磁偏转
1．构造：电视显像管主要由电子枪、偏转线圈和荧光屏三部分组成。
2．原理：电子显像管应用了电子束磁偏转的原理。
3．扫描：在偏转区的水平方向和竖直方向都有偏转磁场，其方向、强度都在不断变化，使得电子束打在荧光屏上的光点不断移动。电子束从最上一行到最下一行扫描一遍叫作一场，电视机每秒要进行50场扫描。
1．如图是电子射线管的示意图。接通电源后，电子射线由阴极沿x轴正方向射出，在荧光屏上会看到一条亮线。要使荧光屏上的亮线向下（z轴负方向）偏转，在下列措施中可采用的是（ ）
A．加一电场，电场方向沿y轴正方向
B．加一电场，电场方向沿z轴负方向
C．加一磁场，磁场方向沿y轴正方向
D．加一磁场，磁场方向沿z轴负方向
C
2．带电荷量为＋q的粒子在匀强磁场中运动，下面说法中正确的是（ ）
A．只要速度大小相同，所受洛伦兹力就相同
B．如果把＋q改为－q，且速度反向、大小不变，则洛伦兹力的方向一定改变
C．洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直，磁场方向一定与电荷运动方向垂直
D．粒子只受到洛伦兹力的作用，不可能做匀速直线运动
D
3．如图所示，通电直导线通有竖直向上的电流，其右侧一个初速度为的电子，沿平行于通电长直导线的方向向上射出，不计电子重力，则（ ）
A．电子将向左偏转，速率不变
B．电子将向右偏转，速率不变
C．电子运动方向不变，速率不变
D．电子将向右偏转，速率改变
B
4．关于安培力与洛伦兹力的关系理解正确的一项是（ ）
A．安培力和洛伦兹力是完全独立的两种力，它们没有任何联系
B．安培力和洛伦兹力是完全相同的同种力，它们没有任何区别
C．安培力是磁场给电荷的作用力，洛伦兹力是磁场给电流的作用力，都是磁场作用的力
D．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
D
5．关于安培力、电场力和洛伦兹力，下列说法正确的是（ ）
A．电荷在电场中一定受电场力作用，电荷在磁场中一定受洛伦兹力作用
B．安培力是洛伦兹力的宏观表现，洛伦兹力是安培力的微观表现
C．电场力一定沿电场方向，洛伦兹力一定沿磁场方向
D．安培力、洛伦兹力和电场力都可以做功
B
6．甲、乙两个带电粒子带电量分别为2q和q，运动速度分别为v和2v，当它们都进入到同一匀强磁场，且速度方向都与磁场方向垂直时，甲、乙受到的洛伦兹力大小之比为（ ）
A．4:1
B．2:1
C．1:2
D．1:1
D
7．如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一段静止的长为L截面积为S的通电导线，磁场方向垂直于导线。设单位体积导线中有n个自由电荷，每个自由电荷的电荷量都为q，它们沿导线定向移动的平均速率为v。下列选项正确的是（ ）
A．导线中的电流大小为nSqv
B．这段导线受到的安培力大小为nLqvB
C．沿导线方向电场的电场强度大小为vB
D．导线中每个自由电荷受到的平均阻力大小为qvB
A
8．从右图（侧视图）可以看出，没有磁场时电子束打在荧光屏正中的O点。为使电子束偏转，由安装在管颈的偏转线圈产生偏转磁场。如果要使电子束在水平方向偏离中心，打在荧光屏上的A点，则偏转磁场的方向应该为（ ）
A．竖直向上
B．竖直向下
C．垂直纸面向里
D．垂直纸面向外
D
9．一束等离子体（含有大量带等量正电和负电的微粒，不考虑其重力及电荷间的相互作用），沿图中箭头所示的方向垂直于磁场方向射入一匀强磁场，磁场方向垂直纸面，粒子运动的轨迹如图中a、b所示，则以下说法中正确的是（ ）
A．a是带负电的微粒的运动轨迹
B．a是带正电的微粒的运动轨迹
C．b是带负电的微粒的运动轨迹
D．b是带正电微粒及负电微粒的共同轨迹
BC