高中物理选修1-1课件-2.4磁场对运动电荷的作用5-人教版(共32张PPT)
文档属性
| 名称 | 高中物理选修1-1课件-2.4磁场对运动电荷的作用5-人教版(共32张PPT) |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 1.9MB | ||
| 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 | 2020-12-25 22:53:06 | ||
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文档简介
四、磁场对运动电荷的作用
知识回顾
判断下列图中安培力的方向：
F
F
电流在磁场中能受力，电流的本质是运动
的电荷，反过来我们是不是可以说运动电荷在磁场里是受力的？
阴极
阳极
狭缝
荧光板
电子束
真空阴极射线管
实验验证
演示：阴极射线在磁场中的偏转
不存在磁场时：
电子的运动轨迹是直线
存在磁场时：
电子的运动轨迹是曲线
磁场对运动电荷有力的作用
结论
洛伦兹（1853—1928）
洛伦兹，荷兰物理学家，首先提出磁场对运动电荷有作用力的观点。
一、洛伦兹力
运动电荷在磁场中受到的力称为洛伦兹力.
二.洛伦兹力的方向----左手定则
v
伸开左手，使大拇指和其余四指垂直：
手心→磁感线
四指→运动方向
拇指→正电荷受力
（与负电荷受力相反）
F
F
v
课堂训练
－q
竖直向上
竖直向上
垂直纸面向内
垂直纸面向外
判断下列粒子进入磁场时所受的洛伦兹力的方向
电子射线管实验
磁场对运动电荷的作用力叫做
洛伦兹力
－
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
导线长L，横截面积为S，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. 磁感应强度为B求洛伦兹力
三、洛伦兹力的大小
2、安培力：
1、电荷数：
3、洛伦兹力：
1. F洛=qVB ( V⊥B）
2.F洛= 0 ( V∥B）
3.当V与B成一角度θ时
F洛=qVBsinθ
三、洛伦兹力大小
思考与讨论
（1）洛伦兹力方向与带电粒子的运动方向有什么关系？
洛伦兹力方向与带电粒子运动方向垂直
（2）洛伦兹力带电粒子运动的速度有什么影响？
只改变粒子速度的方向，不改变粒子速度的大小
（3）洛伦兹力对带电粒子做的功是多少？
由于洛伦兹力方向始终与带电粒子运动方向垂直，
所以洛伦兹力对运动电荷不做功
F ⊥ v
F ⊥ B
1、下列各图中带电粒子刚刚进入磁场，试判断这时粒子所受洛伦兹力的方向
× × ×
× × ×
× × ×
+
× × ×
× × ×
× × ×
V
V
+
V
V
V
+
V
FL
+
V
垂直纸面向外
垂直纸面向里
+
V
FL
FL
FL
FL=0
FL=0
课堂练习:
2．在匀强磁场中，一带电粒子沿着垂直磁感
应强度的方向运动．现将该磁场的磁感应强度
增大为原来的2倍，则该带电粒子受到的洛伦
兹力( )
A．变为原来的
B．增大为原来的4倍
C．减小为原来的
D．增大为原来的2倍
D
3．在长直通电螺线管中通入变化的电流i(如图所示电
流的方向周期性改变)，并沿着其中心轴线OO′的方向
射入一颗速度为v的电子，则此电子在螺线管内部空间
运动的情况是( )
A．匀速直线运动 B．来回往复运动
C．变速直线运动 D．曲线运动
A
4．如图所示，在竖直平面内放一个光滑绝缘的半圆
形滑道，水平方向的匀强磁场与半圆形轨道所在的平
面垂直，一个带负电荷的小滑块由静止开始从半圆轨
道的最高点M滑下到最右端，则下列说法中正确的
是( )
A．滑块经过最低点时的速度比磁场不存在时大
B．滑块从M点到最低点的加速度比磁场不存在时小
C．滑块经过最低点时对轨道的压力比磁场不存在时小
D．滑块从M点到最低点所用时间与磁场不存在时相等
D
5．如图所示，质量为m＝1 kg，电荷量为q＝5×10－2
C的带正电的小滑块，从半径为R＝0.4 m的光滑绝缘
圆弧轨道上由静止自A端滑下．整个装置处在方向互
相垂直的匀强电场与匀强磁场中．已知E＝100 V/m，
水平向右；B＝1 T，方向垂直纸面向里．求：
(1)滑块到达C点时的速度；
(2)在C点时滑块对轨道的压力．
【答案】 (1)2 m/s 方向水平向左
(2)20.1 N 方向竖直向下
6．质量为m、带电荷量为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)电场强度的大小，该带电粒子带何种电荷；
(2)磁感应强度的大小．
7、如图所示，摆球带有负电的单摆，在一匀
强磁场中摆动，匀强磁场的方向垂直于纸面向
里，摆球在A、B间摆动过程中，由A摆到最低
点C时，摆线拉力大小为F1，摆球加速度大小为
a1；由B摆到最低点C时，摆线拉力大小为F2，
摆球加速度大小为a2，则( )
A．F1＞F2，a1＝a2
B．F1＜F2，a1＝a2
C．F1＞F2，a1＞a2
D．F1＜F2，a1＜a2
B
8．如图所示，匀强电场的方向竖直向上，匀强
磁场的方向垂直纸面向里，三个油滴a、b、c
带有等量同种电荷，其中a静止，b向右做匀速
运动，c向左做匀速运动，比较它们的重力Ga、
Gb、Gc间的关系，正确的是( )
A．Ga最大
B．Gb最大
C．Gc最大
D．Gc最小
BD
9．如图所示，套在很长的绝缘直棒上的小球，其质
量为m，所带电荷量为＋q，小球可在棒上滑动，将此
棒竖直放在互相垂直且沿水平方向的匀强电场和匀强
磁场中，电场强度为E，方向水平向右，磁感应强度为
B，方向垂直纸面向里，小球与棒之间的动摩擦因数为
μ.求小球由静止沿棒下落的最大加速度和最大速度(设
小球的电荷量不变)．
欣赏“极光”
欣赏“极光”
欣赏“极光”
欣赏“极光”
欣赏“极光”
欣赏“极光”
欣赏“极光”
欣赏“极光”
欣赏“极光”
地磁场改变宇宙射线中带电粒子的运动方向——保护作用
地磁场
宇宙射线
解释“极光”现象
谢 谢
知识回顾
判断下列图中安培力的方向：
F
F
电流在磁场中能受力，电流的本质是运动
的电荷，反过来我们是不是可以说运动电荷在磁场里是受力的？
阴极
阳极
狭缝
荧光板
电子束
真空阴极射线管
实验验证
演示：阴极射线在磁场中的偏转
不存在磁场时：
电子的运动轨迹是直线
存在磁场时：
电子的运动轨迹是曲线
磁场对运动电荷有力的作用
结论
洛伦兹（1853—1928）
洛伦兹，荷兰物理学家，首先提出磁场对运动电荷有作用力的观点。
一、洛伦兹力
运动电荷在磁场中受到的力称为洛伦兹力.
二.洛伦兹力的方向----左手定则
v
伸开左手，使大拇指和其余四指垂直：
手心→磁感线
四指→运动方向
拇指→正电荷受力
（与负电荷受力相反）
F
F
v
课堂训练
－q
竖直向上
竖直向上
垂直纸面向内
垂直纸面向外
判断下列粒子进入磁场时所受的洛伦兹力的方向
电子射线管实验
磁场对运动电荷的作用力叫做
洛伦兹力
－
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
导线长L，横截面积为S，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. 磁感应强度为B求洛伦兹力
三、洛伦兹力的大小
2、安培力：
1、电荷数：
3、洛伦兹力：
1. F洛=qVB ( V⊥B）
2.F洛= 0 ( V∥B）
3.当V与B成一角度θ时
F洛=qVBsinθ
三、洛伦兹力大小
思考与讨论
（1）洛伦兹力方向与带电粒子的运动方向有什么关系？
洛伦兹力方向与带电粒子运动方向垂直
（2）洛伦兹力带电粒子运动的速度有什么影响？
只改变粒子速度的方向，不改变粒子速度的大小
（3）洛伦兹力对带电粒子做的功是多少？
由于洛伦兹力方向始终与带电粒子运动方向垂直，
所以洛伦兹力对运动电荷不做功
F ⊥ v
F ⊥ B
1、下列各图中带电粒子刚刚进入磁场，试判断这时粒子所受洛伦兹力的方向
× × ×
× × ×
× × ×
+
× × ×
× × ×
× × ×
V
V
+
V
V
V
+
V
FL
+
V
垂直纸面向外
垂直纸面向里
+
V
FL
FL
FL
FL=0
FL=0
课堂练习:
2．在匀强磁场中，一带电粒子沿着垂直磁感
应强度的方向运动．现将该磁场的磁感应强度
增大为原来的2倍，则该带电粒子受到的洛伦
兹力( )
A．变为原来的
B．增大为原来的4倍
C．减小为原来的
D．增大为原来的2倍
D
3．在长直通电螺线管中通入变化的电流i(如图所示电
流的方向周期性改变)，并沿着其中心轴线OO′的方向
射入一颗速度为v的电子，则此电子在螺线管内部空间
运动的情况是( )
A．匀速直线运动 B．来回往复运动
C．变速直线运动 D．曲线运动
A
4．如图所示，在竖直平面内放一个光滑绝缘的半圆
形滑道，水平方向的匀强磁场与半圆形轨道所在的平
面垂直，一个带负电荷的小滑块由静止开始从半圆轨
道的最高点M滑下到最右端，则下列说法中正确的
是( )
A．滑块经过最低点时的速度比磁场不存在时大
B．滑块从M点到最低点的加速度比磁场不存在时小
C．滑块经过最低点时对轨道的压力比磁场不存在时小
D．滑块从M点到最低点所用时间与磁场不存在时相等
D
5．如图所示，质量为m＝1 kg，电荷量为q＝5×10－2
C的带正电的小滑块，从半径为R＝0.4 m的光滑绝缘
圆弧轨道上由静止自A端滑下．整个装置处在方向互
相垂直的匀强电场与匀强磁场中．已知E＝100 V/m，
水平向右；B＝1 T，方向垂直纸面向里．求：
(1)滑块到达C点时的速度；
(2)在C点时滑块对轨道的压力．
【答案】 (1)2 m/s 方向水平向左
(2)20.1 N 方向竖直向下
6．质量为m、带电荷量为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)电场强度的大小，该带电粒子带何种电荷；
(2)磁感应强度的大小．
7、如图所示，摆球带有负电的单摆，在一匀
强磁场中摆动，匀强磁场的方向垂直于纸面向
里，摆球在A、B间摆动过程中，由A摆到最低
点C时，摆线拉力大小为F1，摆球加速度大小为
a1；由B摆到最低点C时，摆线拉力大小为F2，
摆球加速度大小为a2，则( )
A．F1＞F2，a1＝a2
B．F1＜F2，a1＝a2
C．F1＞F2，a1＞a2
D．F1＜F2，a1＜a2
B
8．如图所示，匀强电场的方向竖直向上，匀强
磁场的方向垂直纸面向里，三个油滴a、b、c
带有等量同种电荷，其中a静止，b向右做匀速
运动，c向左做匀速运动，比较它们的重力Ga、
Gb、Gc间的关系，正确的是( )
A．Ga最大
B．Gb最大
C．Gc最大
D．Gc最小
BD
9．如图所示，套在很长的绝缘直棒上的小球，其质
量为m，所带电荷量为＋q，小球可在棒上滑动，将此
棒竖直放在互相垂直且沿水平方向的匀强电场和匀强
磁场中，电场强度为E，方向水平向右，磁感应强度为
B，方向垂直纸面向里，小球与棒之间的动摩擦因数为
μ.求小球由静止沿棒下落的最大加速度和最大速度(设
小球的电荷量不变)．
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地磁场改变宇宙射线中带电粒子的运动方向——保护作用
地磁场
宇宙射线
解释“极光”现象
谢 谢