人教版高二物理选修3-1第三章 3．5运动电荷在磁场中受到的力（17张PPT）
文档属性
| 名称 | 人教版高二物理选修3-1第三章 3．5运动电荷在磁场中受到的力（17张PPT） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 4.1MB | ||
| 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 | 2020-04-20 09:12:09 | ||
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文档简介
(共17张PPT)
学习目标
1.掌握洛仑兹力的表达式F=qvB，并能够应用公式进行相关计算。
2.掌握用左手定则判定洛仑兹力的方向。
3.5运动电荷在磁场中受到的力2
知识复习
1、洛伦兹力:磁场对运动电荷的作用力
安培力是洛伦兹力的宏观表现
2、洛伦兹力方向：左手定则
F ⊥V F ⊥ B
3、洛伦兹力大小： F洛=qVBsinθ
V⊥B F洛=qVB
V∥B F洛= 0
4.洛伦兹力的特点：
(1)、洛伦兹力的方向总是既垂直于速度,又垂直于磁场, 即垂直于V和B所组成的平面总是:F⊥V F⊥B F⊥SVB
(2)、洛伦兹力只改变速度的方向,不改变速度的大小.
(3)、洛伦兹力对电荷总是不做功.
例题1.如图所示，表示磁场B、电荷的速度v和磁场对电荷作用力F的方向之间的相互关系，这四个图中画得正确的是(其中B、F、v两两垂直)( )
BD
精讲：一、洛伦兹力在实际中的应用
1.速度选择器
例题：在图所示的平行板之间,电场强度E和磁感应强度B相互垂直,具有不同水平速度的带电粒子射入后发生偏转的情况不同.这种装置能把具有某一特定速度的粒子选择出来,所以叫做速度选择器.若带正电粒子（不计重力）入射速度 ,则下列说法正确的是（ ）
A、粒子动能一定增加,电场力做正功
B、粒子所受洛伦兹力一定增大,洛伦兹力做正功
C、粒子动能一定减少, 洛伦兹力不做功
D、电场力不做功,洛伦兹力做正功
A
2.磁流体发电机
例题：如图是磁流体发电机的示意图，两极板间的匀强磁场磁感应强度为B＝0.5 T，极板间距d＝20 cm，如果要求该发电机的输出电压为U＝20 V，求:
(1)该发电机哪个是正极？
(2)离子的速率为多少？
上极板
200 m/s
当电流垂直于外磁场方向通过导体时,在垂直于磁场和电流方向的导体的两个端面之间出现电势差的现象称为霍尔效应,该电势差称为霍尔电势差（霍尔电压）
3.霍尔效应
如图：导体高h,宽d,通入如图的电流I,加如图的磁场B
（1）达到稳定状态时，导体板上侧面A的电势— 下侧面A’的电势（填：高于、低于或等于）。
(2)当导体板上下两侧之间的电势差为U时，电子所受静电力的大小为 。
(3)电子所受的洛仑兹力的大小为 。
(4)由静电力和洛仑兹力平衡的条件，证明霍尔系数为k=1/ne其中n代表导体板单位体积中电子的个数．
回答下列问题：
低于
如图为电磁流量计的示意图，直径为d的非磁性材料制成的圆形导管内有导电液体流动，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导电液体流动方向而穿过一段圆形管道。若测得管壁内a、b两点间的电势差为U，则管中导电液体的流量Q=
4、电磁流量计
Q表示：单位时间的液体体积
1、构造:
电子枪(阴极)
偏转线圈
荧光屏等
二、电视显像管的工作原理
2、原理：应用电子束磁偏转的原理
若有一电子束以垂直于纸面向里的速度从0点射入.则电子的运动轨迹?
向右偏转
向左偏转
向下偏转
向上偏转
1、要使电子打在A点,偏转磁场应该沿什么方向?
垂直纸面向外
2、要是电子打在B点,偏转磁场应该沿什么方向?
垂直纸面向里
3、要是电子打从A点向B点逐渐移动,偏转磁场应该怎样变化？
先垂直纸面向外并逐渐减小,
后垂直纸面向里并逐渐增大.
【思考与讨论】
3.电视显像管中的扫描
在电视显像管的偏转区中存在水平方向和竖直方向强弱和方向都在不断变化的偏转磁场，于是，电子枪发出的电子束在荧光屏上的发光点不断移动，对图像进行扫描，扫描的路线如图所示，从a开始，逐行进行，直到b，且每秒要进行50场扫描，结果，我们就感觉到荧光屏上整个都发光了。
课堂小结
小结：洛伦兹力与电场力的比较
(1)B≠0
(2)v≠0，即运动电荷
(3)v与B不平行
E≠0
一定受电场力
与B、v方向垂直
与E方向平行
q、v、B及
v与B的夹角
q、E
总不做功
做功（在等
势面上除外）
F＝qvB(v⊥B)
F＝qE
洛伦兹力 电场力
公式
受力条件
方向
影响大小
的因素
做功情况
1. 阴极射线管中粒子流向由左向右，其上方放置一根通有如图所示电流的直导线，导线与阴极射线管平行，则阴极射线将( )
A．向上偏转 B．向下偏转
C．向纸里偏转 D．向纸外偏转
B
课堂训练
2、如图所示，金属板放在垂直于它的匀强磁场中，当金属板中有电流通过时，在金属板的上表面A和下表面A′之间会出现电势差，这种现象称为霍尔效应。若匀强磁场的磁感应强度为B，金属板宽度为h、厚度为d，通有电流I，稳定状态时，上、下表面之间的电势差大小为U。则下列说法中正确的是（ ）
A．在上、下表面形成电势差的过程中，电子受到的洛仑兹力方向向下
B．达到稳定状态时，金属板上表面A的电势高于下表面A′的电势
C．只将金属板的厚度d减小为原来的一半，则上、下表面之间的电势差大小变为U/2
D．只将电流I减小为原来的一半，则上、下表面之间的电势差大小变为U/2
D
3.摆长为L的单摆在匀强磁场中摆动，摆动中摆线始终绷紧，若摆球带正电，电量为q，质量为m，磁感应强度为B，当小球摆到最低处，摆线上拉力T多大？
当摆球向右摆时，
2.当摆球向左摆时，
4.质量为m，带电量为q的微粒，以速度v与水平方向成45°角进入匀强电场和匀强磁场同时存在的空间，如图所示，微粒在电场、磁场、重力场的共同作用下做匀速直线运动，求：
(1) 该带电粒子带何种电荷,电场强度的大小.
(2)磁感应强度的大小．
学习目标
1.掌握洛仑兹力的表达式F=qvB，并能够应用公式进行相关计算。
2.掌握用左手定则判定洛仑兹力的方向。
3.5运动电荷在磁场中受到的力2
知识复习
1、洛伦兹力:磁场对运动电荷的作用力
安培力是洛伦兹力的宏观表现
2、洛伦兹力方向：左手定则
F ⊥V F ⊥ B
3、洛伦兹力大小： F洛=qVBsinθ
V⊥B F洛=qVB
V∥B F洛= 0
4.洛伦兹力的特点：
(1)、洛伦兹力的方向总是既垂直于速度,又垂直于磁场, 即垂直于V和B所组成的平面总是:F⊥V F⊥B F⊥SVB
(2)、洛伦兹力只改变速度的方向,不改变速度的大小.
(3)、洛伦兹力对电荷总是不做功.
例题1.如图所示，表示磁场B、电荷的速度v和磁场对电荷作用力F的方向之间的相互关系，这四个图中画得正确的是(其中B、F、v两两垂直)( )
BD
精讲：一、洛伦兹力在实际中的应用
1.速度选择器
例题：在图所示的平行板之间,电场强度E和磁感应强度B相互垂直,具有不同水平速度的带电粒子射入后发生偏转的情况不同.这种装置能把具有某一特定速度的粒子选择出来,所以叫做速度选择器.若带正电粒子（不计重力）入射速度 ,则下列说法正确的是（ ）
A、粒子动能一定增加,电场力做正功
B、粒子所受洛伦兹力一定增大,洛伦兹力做正功
C、粒子动能一定减少, 洛伦兹力不做功
D、电场力不做功,洛伦兹力做正功
A
2.磁流体发电机
例题：如图是磁流体发电机的示意图，两极板间的匀强磁场磁感应强度为B＝0.5 T，极板间距d＝20 cm，如果要求该发电机的输出电压为U＝20 V，求:
(1)该发电机哪个是正极？
(2)离子的速率为多少？
上极板
200 m/s
当电流垂直于外磁场方向通过导体时,在垂直于磁场和电流方向的导体的两个端面之间出现电势差的现象称为霍尔效应,该电势差称为霍尔电势差（霍尔电压）
3.霍尔效应
如图：导体高h,宽d,通入如图的电流I,加如图的磁场B
（1）达到稳定状态时，导体板上侧面A的电势— 下侧面A’的电势（填：高于、低于或等于）。
(2)当导体板上下两侧之间的电势差为U时，电子所受静电力的大小为 。
(3)电子所受的洛仑兹力的大小为 。
(4)由静电力和洛仑兹力平衡的条件，证明霍尔系数为k=1/ne其中n代表导体板单位体积中电子的个数．
回答下列问题：
低于
如图为电磁流量计的示意图，直径为d的非磁性材料制成的圆形导管内有导电液体流动，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导电液体流动方向而穿过一段圆形管道。若测得管壁内a、b两点间的电势差为U，则管中导电液体的流量Q=
4、电磁流量计
Q表示：单位时间的液体体积
1、构造:
电子枪(阴极)
偏转线圈
荧光屏等
二、电视显像管的工作原理
2、原理：应用电子束磁偏转的原理
若有一电子束以垂直于纸面向里的速度从0点射入.则电子的运动轨迹?
向右偏转
向左偏转
向下偏转
向上偏转
1、要使电子打在A点,偏转磁场应该沿什么方向?
垂直纸面向外
2、要是电子打在B点,偏转磁场应该沿什么方向?
垂直纸面向里
3、要是电子打从A点向B点逐渐移动,偏转磁场应该怎样变化？
先垂直纸面向外并逐渐减小,
后垂直纸面向里并逐渐增大.
【思考与讨论】
3.电视显像管中的扫描
在电视显像管的偏转区中存在水平方向和竖直方向强弱和方向都在不断变化的偏转磁场，于是，电子枪发出的电子束在荧光屏上的发光点不断移动，对图像进行扫描，扫描的路线如图所示，从a开始，逐行进行，直到b，且每秒要进行50场扫描，结果，我们就感觉到荧光屏上整个都发光了。
课堂小结
小结：洛伦兹力与电场力的比较
(1)B≠0
(2)v≠0，即运动电荷
(3)v与B不平行
E≠0
一定受电场力
与B、v方向垂直
与E方向平行
q、v、B及
v与B的夹角
q、E
总不做功
做功（在等
势面上除外）
F＝qvB(v⊥B)
F＝qE
洛伦兹力 电场力
公式
受力条件
方向
影响大小
的因素
做功情况
1. 阴极射线管中粒子流向由左向右，其上方放置一根通有如图所示电流的直导线，导线与阴极射线管平行，则阴极射线将( )
A．向上偏转 B．向下偏转
C．向纸里偏转 D．向纸外偏转
B
课堂训练
2、如图所示，金属板放在垂直于它的匀强磁场中，当金属板中有电流通过时，在金属板的上表面A和下表面A′之间会出现电势差，这种现象称为霍尔效应。若匀强磁场的磁感应强度为B，金属板宽度为h、厚度为d，通有电流I，稳定状态时，上、下表面之间的电势差大小为U。则下列说法中正确的是（ ）
A．在上、下表面形成电势差的过程中，电子受到的洛仑兹力方向向下
B．达到稳定状态时，金属板上表面A的电势高于下表面A′的电势
C．只将金属板的厚度d减小为原来的一半，则上、下表面之间的电势差大小变为U/2
D．只将电流I减小为原来的一半，则上、下表面之间的电势差大小变为U/2
D
3.摆长为L的单摆在匀强磁场中摆动，摆动中摆线始终绷紧，若摆球带正电，电量为q，质量为m，磁感应强度为B，当小球摆到最低处，摆线上拉力T多大？
当摆球向右摆时，
2.当摆球向左摆时，
4.质量为m，带电量为q的微粒，以速度v与水平方向成45°角进入匀强电场和匀强磁场同时存在的空间，如图所示，微粒在电场、磁场、重力场的共同作用下做匀速直线运动，求：
(1) 该带电粒子带何种电荷,电场强度的大小.
(2)磁感应强度的大小．