选修1-1 第二章 磁场 四、磁场对运动电荷的作用：30张PPT
文档属性
| 名称 | 选修1-1 第二章 磁场 四、磁场对运动电荷的作用：30张PPT |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 9.6MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-03-11 21:12:06 | ||
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文档简介
(共30张PPT)
磁场对运动电荷的作用
高 二 年 级
人教版新课标选修1-1
西安市高陵区第一中学
第四节 磁场对运动电荷的作用
极光
第二章 磁场
电子显微镜
示波器——可将肉眼看不见的电信号变换成看得见的图像
X射线机
阴极射线管（CRT）
（1）没有磁场，观察电子束的径迹 。
（2）把电子射线管放在蹄形磁铁两极之间，观察电子束径迹。
（3）调换磁体南北极位置，再次观察电子束径迹。
探究并观察实验：
探究并小结实验
（1）演示实验一结论：
未加磁场时，电子束做
直线运动。
加上磁场后，如果磁场方向与电子束运动的方向垂直，电子束受到了磁场力，运动径迹发生弯曲。
（2）演示实验二结论：
（3）改变磁场方向后，运动径迹发生弯曲,电子束所受磁场力向上。
通过实验验证了磁场对运动电荷有力的作用。
运动电荷在磁场中受到的作用力,叫做洛伦兹力。
荷兰物理学家，他是电子论的创始人、相对论中洛伦兹变换的建立者，1902年获得诺贝尔物理学奖。
（1853—1928）
洛伦兹力的方向怎么判断？
一 、洛伦兹力
2.安培力的方向
左手定则：伸开左手，使拇指与四指在同一平面内并跟四指垂直，让磁感线垂直穿入手心，四指指向电流的方向，这时拇指所指的就是通电导体所受安培力的方向。
知识回顾——安培力
通电导线在磁场中受到的力称为安培力。
1.安培力
的大小
B,I平行：
B,I垂直：
FA=0
FA=BIL
F=BILsinθ
I
F
电子束的速度方向向右，磁场方向垂直屏幕向里，所受洛伦兹力向下。
指向可用左手定则判定： 磁感线垂直穿过掌心，四指指向正电荷运动的方向（或负电荷运动的反方向），拇指所指的方向就是洛伦兹力方向。
洛伦兹力的方向与磁场方向垂直，与运动电荷的速度方向垂直。
v
电子束的速度方向向右，磁场方向垂直屏幕向外，电子束所受洛伦兹力向上。
研究洛伦兹力的方向
指向可用左手定则判定： 磁感线垂直穿过掌心，四指指向正电荷运动的方向（或负电荷运动的反方向），拇指所指的方向就是洛伦兹力方向。
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
1.判断下列粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向.
F垂直板面向里
F垂直板面向外
小试牛刀:
当速度V的方向与磁感应强度B的方向平行时：
F＝0
思考
如果带电粒子射入匀强磁场时，初速度跟磁场方向垂直（如图所示），粒子在洛仑兹力的作用下将做什么运动？
思考
三、电子束的磁偏转
1.没有磁场时，电子束是直进的；
2.外加磁场后，电子束的径迹变成圆形。
磁场的强弱和电子的速度都能影响圆的半径。
+
带电粒子在磁场中运动时，洛伦兹力对带电粒子是否做功？
想一想:
洛伦兹力只改变速度的方向，
不改变速度的大小，所以洛
伦兹力对电荷不做功。
．一带电粒子以垂直于磁场方向的初速度飞入匀强磁场后做圆周运动，磁场方向和运动轨迹如图所示，下列情况可能的是（ ）
A．粒子带正电，沿逆时针方向运动
B．粒子带正电，沿顺时针方向运动
C．粒子带负电，沿逆时针方向运动
D．粒子带负电，沿顺时针方向运动
A D
小试牛刀:
四、显像管的工作原理
1、电子束是怎样实现偏转的？
思考与讨论
2、在图2.4－3中，如图所示
（1）要是电子打在A点，偏转磁场应该沿什么方向？
（2）要是电子打在B点，偏转磁场应该沿什么方向？
（3）要是电子束打在荧光屏上的位置由中心O逐渐向A点移动，偏转磁场应该怎样变化？
3、电子打在荧光屏上只能有一个亮点，为什么整个荧光屏都能发光呢？
垂直板面向外
垂直板面向里
偏转磁场
应逐渐增大电子受到的洛伦兹力，磁场应逐渐增强。
靠磁场使电子束偏转
一般显示器主要由电子枪、线圈、荧光屏、玻
璃屏幕四部分组成。电子枪产生高能电子束，通电线圈提供磁场。电子束穿过磁场时，受洛伦兹力作用，径迹发生偏转。电子束打在荧光物质上，能产生亮点。磁场随外加信号改变时，电子束在荧光屏上产生的亮点位置也发生相应的变化。
显示器接收到影像信号时，电子束从荧光屏左上角开始从从左向右扫描出一条水平线，之后再扫描下面一条线。
如此反复，高频率地从上而下扫描，并利用人眼的视觉暂留效应，使荧光屏上的亮点构成我们看到的影像。
巩固练习
2.运动的电子束在垂直于运动方向的磁场中会受到_____ 的作用。显像管通过_ 控制电子束打在荧光屏上的位置构成画面。为了让显示器有清晰的图像，显像管的设计、生产及使用都应该注意防止________对成像的干扰。
1.“借助阴极射线管,我们可以看到每个电子的运动轨迹”的说法正确吗?为什么?
答:这种说法不正确。阴极射线管的原理是：高速运动的电子束打在荧光物质上，激发出绿色荧光。我们借助荧光感知电子束的运动轨迹。
洛伦兹力
外加信号控制的磁场
磁场
3.某种物质发射的射线在磁场中分裂为3束，为什么？
由现象知道这束射线含有不同的粒子，其中向左的射线为带正电的粒子组成；中间的射线为不带电粒子组成；向右的射线为带负电的粒子组成。
巩固练习
甲 竖直向上； 乙 竖直向下；
丙 垂直纸面向外；丁 垂直纸面向里。
巩固练习
4.
5.一长螺线管通有变化的电流，把一个带电粒子(重力不计)沿管中心轴线射入管中，粒子将在管中? (? )
A. 做圆周运动???????????????
B. 沿轴线来回运动
C. 做匀速直线运动???????????
D. 做匀加速直线运动
C
6、有关洛仑兹力和安培力的描述，正确的是（ ）
A．通电直导线处于匀强磁场中一定受到安培力的作用
B．安培力是大量运动电荷所受洛仑兹力的宏观表现
C．带电粒子在匀强磁场中运动受到洛仑兹力做正功
D．通电直导线在磁场中受到的安培力方向与磁场方向平行
B
内容小结
1.磁场对运动电荷的作用力-----洛伦兹力。通电导体所受安培力，则是运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现。
2.洛伦兹力的方向总垂直于运动电荷的速度方向υ与磁感应强度B所在的平面。指向可用左手定则判定： 磁感线垂直穿过掌心，四指指向正电荷运动的方向（或负电荷运动的反方向），拇指所指的方向就是洛伦兹力方向。
3.洛伦兹力的应用:显像管……。
极光？
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。求每个自由电荷所受的洛伦兹力的大小?
I
课外自学：洛伦兹力的大小（请根据以下模型及
的问题，逐步思考，自学洛伦兹力公式的推导）
这段导体所受的安培力的表达式是什么？
电流强度I 的微观表达式是什么？
这段导体中含有多少自由电荷数？
F安=BIL
I = nqSv
nLS
I
L
S
B
v
q
n
每个自由电荷所受的洛伦兹力为多大？
I
L
S
B
v
q
n
适用条件：带电粒子垂直进入磁场的情况。
如果粒子不带电或者平行于磁场进入，则不受洛伦兹力。
f洛
课后作业：
1.完成练习册知识梳理内容
2.完成练习册课时过关内容
磁场对运动电荷的作用
高 二 年 级
人教版新课标选修1-1
西安市高陵区第一中学
第四节 磁场对运动电荷的作用
极光
第二章 磁场
电子显微镜
示波器——可将肉眼看不见的电信号变换成看得见的图像
X射线机
阴极射线管（CRT）
（1）没有磁场，观察电子束的径迹 。
（2）把电子射线管放在蹄形磁铁两极之间，观察电子束径迹。
（3）调换磁体南北极位置，再次观察电子束径迹。
探究并观察实验：
探究并小结实验
（1）演示实验一结论：
未加磁场时，电子束做
直线运动。
加上磁场后，如果磁场方向与电子束运动的方向垂直，电子束受到了磁场力，运动径迹发生弯曲。
（2）演示实验二结论：
（3）改变磁场方向后，运动径迹发生弯曲,电子束所受磁场力向上。
通过实验验证了磁场对运动电荷有力的作用。
运动电荷在磁场中受到的作用力,叫做洛伦兹力。
荷兰物理学家，他是电子论的创始人、相对论中洛伦兹变换的建立者，1902年获得诺贝尔物理学奖。
（1853—1928）
洛伦兹力的方向怎么判断？
一 、洛伦兹力
2.安培力的方向
左手定则：伸开左手，使拇指与四指在同一平面内并跟四指垂直，让磁感线垂直穿入手心，四指指向电流的方向，这时拇指所指的就是通电导体所受安培力的方向。
知识回顾——安培力
通电导线在磁场中受到的力称为安培力。
1.安培力
的大小
B,I平行：
B,I垂直：
FA=0
FA=BIL
F=BILsinθ
I
F
电子束的速度方向向右，磁场方向垂直屏幕向里，所受洛伦兹力向下。
指向可用左手定则判定： 磁感线垂直穿过掌心，四指指向正电荷运动的方向（或负电荷运动的反方向），拇指所指的方向就是洛伦兹力方向。
洛伦兹力的方向与磁场方向垂直，与运动电荷的速度方向垂直。
v
电子束的速度方向向右，磁场方向垂直屏幕向外，电子束所受洛伦兹力向上。
研究洛伦兹力的方向
指向可用左手定则判定： 磁感线垂直穿过掌心，四指指向正电荷运动的方向（或负电荷运动的反方向），拇指所指的方向就是洛伦兹力方向。
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
1.判断下列粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向.
F垂直板面向里
F垂直板面向外
小试牛刀:
当速度V的方向与磁感应强度B的方向平行时：
F＝0
思考
如果带电粒子射入匀强磁场时，初速度跟磁场方向垂直（如图所示），粒子在洛仑兹力的作用下将做什么运动？
思考
三、电子束的磁偏转
1.没有磁场时，电子束是直进的；
2.外加磁场后，电子束的径迹变成圆形。
磁场的强弱和电子的速度都能影响圆的半径。
+
带电粒子在磁场中运动时，洛伦兹力对带电粒子是否做功？
想一想:
洛伦兹力只改变速度的方向，
不改变速度的大小，所以洛
伦兹力对电荷不做功。
．一带电粒子以垂直于磁场方向的初速度飞入匀强磁场后做圆周运动，磁场方向和运动轨迹如图所示，下列情况可能的是（ ）
A．粒子带正电，沿逆时针方向运动
B．粒子带正电，沿顺时针方向运动
C．粒子带负电，沿逆时针方向运动
D．粒子带负电，沿顺时针方向运动
A D
小试牛刀:
四、显像管的工作原理
1、电子束是怎样实现偏转的？
思考与讨论
2、在图2.4－3中，如图所示
（1）要是电子打在A点，偏转磁场应该沿什么方向？
（2）要是电子打在B点，偏转磁场应该沿什么方向？
（3）要是电子束打在荧光屏上的位置由中心O逐渐向A点移动，偏转磁场应该怎样变化？
3、电子打在荧光屏上只能有一个亮点，为什么整个荧光屏都能发光呢？
垂直板面向外
垂直板面向里
偏转磁场
应逐渐增大电子受到的洛伦兹力，磁场应逐渐增强。
靠磁场使电子束偏转
一般显示器主要由电子枪、线圈、荧光屏、玻
璃屏幕四部分组成。电子枪产生高能电子束，通电线圈提供磁场。电子束穿过磁场时，受洛伦兹力作用，径迹发生偏转。电子束打在荧光物质上，能产生亮点。磁场随外加信号改变时，电子束在荧光屏上产生的亮点位置也发生相应的变化。
显示器接收到影像信号时，电子束从荧光屏左上角开始从从左向右扫描出一条水平线，之后再扫描下面一条线。
如此反复，高频率地从上而下扫描，并利用人眼的视觉暂留效应，使荧光屏上的亮点构成我们看到的影像。
巩固练习
2.运动的电子束在垂直于运动方向的磁场中会受到_____ 的作用。显像管通过_ 控制电子束打在荧光屏上的位置构成画面。为了让显示器有清晰的图像，显像管的设计、生产及使用都应该注意防止________对成像的干扰。
1.“借助阴极射线管,我们可以看到每个电子的运动轨迹”的说法正确吗?为什么?
答:这种说法不正确。阴极射线管的原理是：高速运动的电子束打在荧光物质上，激发出绿色荧光。我们借助荧光感知电子束的运动轨迹。
洛伦兹力
外加信号控制的磁场
磁场
3.某种物质发射的射线在磁场中分裂为3束，为什么？
由现象知道这束射线含有不同的粒子，其中向左的射线为带正电的粒子组成；中间的射线为不带电粒子组成；向右的射线为带负电的粒子组成。
巩固练习
甲 竖直向上； 乙 竖直向下；
丙 垂直纸面向外；丁 垂直纸面向里。
巩固练习
4.
5.一长螺线管通有变化的电流，把一个带电粒子(重力不计)沿管中心轴线射入管中，粒子将在管中? (? )
A. 做圆周运动???????????????
B. 沿轴线来回运动
C. 做匀速直线运动???????????
D. 做匀加速直线运动
C
6、有关洛仑兹力和安培力的描述，正确的是（ ）
A．通电直导线处于匀强磁场中一定受到安培力的作用
B．安培力是大量运动电荷所受洛仑兹力的宏观表现
C．带电粒子在匀强磁场中运动受到洛仑兹力做正功
D．通电直导线在磁场中受到的安培力方向与磁场方向平行
B
内容小结
1.磁场对运动电荷的作用力-----洛伦兹力。通电导体所受安培力，则是运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现。
2.洛伦兹力的方向总垂直于运动电荷的速度方向υ与磁感应强度B所在的平面。指向可用左手定则判定： 磁感线垂直穿过掌心，四指指向正电荷运动的方向（或负电荷运动的反方向），拇指所指的方向就是洛伦兹力方向。
3.洛伦兹力的应用:显像管……。
极光？
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。求每个自由电荷所受的洛伦兹力的大小?
I
课外自学：洛伦兹力的大小（请根据以下模型及
的问题，逐步思考，自学洛伦兹力公式的推导）
这段导体所受的安培力的表达式是什么？
电流强度I 的微观表达式是什么？
这段导体中含有多少自由电荷数？
F安=BIL
I = nqSv
nLS
I
L
S
B
v
q
n
每个自由电荷所受的洛伦兹力为多大？
I
L
S
B
v
q
n
适用条件：带电粒子垂直进入磁场的情况。
如果粒子不带电或者平行于磁场进入，则不受洛伦兹力。
f洛
课后作业：
1.完成练习册知识梳理内容
2.完成练习册课时过关内容