高中物理选修1-1课件-2.4磁场对运动电荷的作用6-人教版(共31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6-人教版(共31张PPT) |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 2.8MB | ||
| 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 23:19:43 | ||
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文档简介
四、磁场对运动电荷的作用
1、知道什么是洛伦兹力，知道影响洛伦兹力的大小和方向的因素．(重点)
2、会用左手定则解答有关带电粒子在磁场中运动方向的问题．(重点＋难点)
3、了解电子束的磁偏转原理及其在技术中的应用．
教学目标
知识回顾
例：如图所示，AB导体杆的两端用细线悬挂于竖直向下的匀强磁场中。已知磁感应强度Ｂ＝0.04T，导线长Ｌ＝0.1ｍ，问：
（1）当开关断开时，导体杆处于什么状态？
（2）若开关闭合，且电流Ｉ＝１Ａ，则通电直导线受到安培力多大？方向如何？
安培力产生的本质原因是什么呢？开关的闭合与断开关系到导体杆是否受到安培力？开关的闭合与断开到底有什么本质上的不同？
思考
是不是运动电荷在磁场中会受到磁场力的作用，安培力是大量运动电荷所受到的磁场力的宏观体现呢？
猜想
实验：用阴极射线管研究磁场对运动电荷的作用。
实验验证
在真空玻璃管内安装一个阴极、一个阳极.阴极接高电压的负极、阳极接正极.阴极能够发射电子,电子束在两极之间的电场力的作用下从阴极飞向阳极.这个管子叫做电子射线管.为了显示电子束运动的情况,管内装有长条形的荧光屏,屏上的物质受到电子的撞击时能够发光。
当电子射线管的周围不存在磁场时，
电子的运动轨迹是直线
当电子射线管的周围存在磁场时，
电子的运动轨迹是曲线
磁场对运动电荷有力的作用
结论
洛伦兹力
1、磁场对运动电荷有力的作用,
这个力叫做洛仑兹力.
2.洛伦兹力与安培力的关系：
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（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。 洛伦兹创立了经典电子论，提出了洛伦兹变换公式，1902年与其学生塞曼共同获得诺贝尔物理学奖。为纪念洛伦兹的卓著功勋，荷兰政府决定从1945年起，把他的生日定为“洛伦兹节”。
思考
１）判定图中导线受到的安培力方向？
２）电流方向与电荷运动方向的关系？
３）安培力的方向与洛仑兹力方向的关系？
４）电荷运动方向、磁场方向、洛仑兹力方向的关系？
猜想：能不能用左手定则来判定
推理：我们曾经用左手定则判定安培力的方向．大量定向
移动电荷所受洛伦兹力宏观表现为安培力，因此，
可以用左手定则判定洛伦兹力的方向．
验证：尝试不同方向的磁场对电子束的不同影响，判断
运动的电子束在各种方向的磁场中的受力方向．
洛仑兹力F洛的方向如何确定？
思考
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，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、 如果运动的是负电荷，则四指
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。
F
F
洛伦兹力方向
伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一平面内，让磁感线从掌心进入，并使四指指向正电荷运动的方向，这时拇指所指的方向就是运动的正电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向．负电荷受力的方向与正电荷受力的方向相反．
左手定则
例1：如图所示，在电子射线管正上方平行放置一根通有足够强直流电流的长直导线，且导线中电流方向水平向右，则电子束将会( )
A．向上偏转
B．向下偏转
C．向纸里偏转
D．向纸外偏转
例2：判定图中带电粒子所受洛仑兹力的方向。
下图中电子束的偏转方向画的方向正确吗？
× × ×
× × ×
× × ×
+
+
+
+
× × ×
× × ×
× × ×
+
V
f
V
V
垂直纸面向外
垂直纸面向里
V
V
f
f
V
f
+
V
f=0
f=0
V
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。
洛仑兹力有什么特点呢？
f
V
f
-q
洛仑兹力F的方向总跟运动电荷的速度v的方向垂直。
洛仑兹力只能改变电荷运动的速度方向，不能改变速度的大小。
洛仑兹力对在磁场中运动的电荷不做功。
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
电子束的磁偏转
图2.4-2洛伦兹力演示仪
下图实验装置可以演示洛伦兹力的大小和方向。它由一个球形电子射线管和一组线圈组成。通过改变电子枪两极间的电压可以改变电子的速度；通过改变线圈中电流的强弱可以改变磁感应强度的大小。
在演示仪中可以观察到，没有磁场时，电子束是直进的，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。
电子束的磁偏转
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？
科学足迹
科学漫步
1、问题与练习P41
作业：
２、课时作业
课外作业
1．答：由现象知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。
2．答：甲 竖直向上；乙 竖直向下；丙 垂直纸面向外；丁 垂直纸面向里。
课外作业
3．答：带电粒子在磁场中径迹弯曲、成螺旋形是由于受到洛伦兹力的作用而使运动方向发生改变造成的。两个运动的具有相反电荷的粒子在同一磁场中所受的洛伦兹力方向相反，因此它们的径迹是一对相反绕向的螺旋线。
课外作业
谢 谢
1、知道什么是洛伦兹力，知道影响洛伦兹力的大小和方向的因素．(重点)
2、会用左手定则解答有关带电粒子在磁场中运动方向的问题．(重点＋难点)
3、了解电子束的磁偏转原理及其在技术中的应用．
教学目标
知识回顾
例：如图所示，AB导体杆的两端用细线悬挂于竖直向下的匀强磁场中。已知磁感应强度Ｂ＝0.04T，导线长Ｌ＝0.1ｍ，问：
（1）当开关断开时，导体杆处于什么状态？
（2）若开关闭合，且电流Ｉ＝１Ａ，则通电直导线受到安培力多大？方向如何？
安培力产生的本质原因是什么呢？开关的闭合与断开关系到导体杆是否受到安培力？开关的闭合与断开到底有什么本质上的不同？
思考
是不是运动电荷在磁场中会受到磁场力的作用，安培力是大量运动电荷所受到的磁场力的宏观体现呢？
猜想
实验：用阴极射线管研究磁场对运动电荷的作用。
实验验证
在真空玻璃管内安装一个阴极、一个阳极.阴极接高电压的负极、阳极接正极.阴极能够发射电子,电子束在两极之间的电场力的作用下从阴极飞向阳极.这个管子叫做电子射线管.为了显示电子束运动的情况,管内装有长条形的荧光屏,屏上的物质受到电子的撞击时能够发光。
当电子射线管的周围不存在磁场时，
电子的运动轨迹是直线
当电子射线管的周围存在磁场时，
电子的运动轨迹是曲线
磁场对运动电荷有力的作用
结论
洛伦兹力
1、磁场对运动电荷有力的作用,
这个力叫做洛仑兹力.
2.洛伦兹力与安培力的关系：
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（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。 洛伦兹创立了经典电子论，提出了洛伦兹变换公式，1902年与其学生塞曼共同获得诺贝尔物理学奖。为纪念洛伦兹的卓著功勋，荷兰政府决定从1945年起，把他的生日定为“洛伦兹节”。
思考
１）判定图中导线受到的安培力方向？
２）电流方向与电荷运动方向的关系？
３）安培力的方向与洛仑兹力方向的关系？
４）电荷运动方向、磁场方向、洛仑兹力方向的关系？
猜想：能不能用左手定则来判定
推理：我们曾经用左手定则判定安培力的方向．大量定向
移动电荷所受洛伦兹力宏观表现为安培力，因此，
可以用左手定则判定洛伦兹力的方向．
验证：尝试不同方向的磁场对电子束的不同影响，判断
运动的电子束在各种方向的磁场中的受力方向．
洛仑兹力F洛的方向如何确定？
思考
v
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1、伸开左手，使大拇指和其余四指垂直且处于同一平面内，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、 如果运动的是负电荷，则四指
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。
F
F
洛伦兹力方向
伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一平面内，让磁感线从掌心进入，并使四指指向正电荷运动的方向，这时拇指所指的方向就是运动的正电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向．负电荷受力的方向与正电荷受力的方向相反．
左手定则
例1：如图所示，在电子射线管正上方平行放置一根通有足够强直流电流的长直导线，且导线中电流方向水平向右，则电子束将会( )
A．向上偏转
B．向下偏转
C．向纸里偏转
D．向纸外偏转
例2：判定图中带电粒子所受洛仑兹力的方向。
下图中电子束的偏转方向画的方向正确吗？
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垂直纸面向外
垂直纸面向里
V
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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。
洛仑兹力有什么特点呢？
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V
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-q
洛仑兹力F的方向总跟运动电荷的速度v的方向垂直。
洛仑兹力只能改变电荷运动的速度方向，不能改变速度的大小。
洛仑兹力对在磁场中运动的电荷不做功。
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
电子束的磁偏转
图2.4-2洛伦兹力演示仪
下图实验装置可以演示洛伦兹力的大小和方向。它由一个球形电子射线管和一组线圈组成。通过改变电子枪两极间的电压可以改变电子的速度；通过改变线圈中电流的强弱可以改变磁感应强度的大小。
在演示仪中可以观察到，没有磁场时，电子束是直进的，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。
电子束的磁偏转
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？
科学足迹
科学漫步
1、问题与练习P41
作业：
２、课时作业
课外作业
1．答：由现象知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。
2．答：甲 竖直向上；乙 竖直向下；丙 垂直纸面向外；丁 垂直纸面向里。
课外作业
3．答：带电粒子在磁场中径迹弯曲、成螺旋形是由于受到洛伦兹力的作用而使运动方向发生改变造成的。两个运动的具有相反电荷的粒子在同一磁场中所受的洛伦兹力方向相反，因此它们的径迹是一对相反绕向的螺旋线。
课外作业
谢 谢