春高中物理 第3章 磁場 5 運動電荷在磁場中受到的力課件 新人教選修31

1、成才之路 物理路漫漫其修遠兮 吾將上下而求索人教版 選修3-1 2021/8/8 星期日1磁場第三章2021/8/8 星期日25運動電荷在磁場中受到的力 第三章2021/8/8 星期日3學習目標定位1課堂情景切入2知識自主梳理3重點難點突破4考點題型設計5易錯案例剖析6課堂知識構建72021/8/8 星期日4學習目標定位2021/8/8 星期日5通過實驗，觀察陰極射線在磁場中的偏轉，認識洛倫茲力。會判斷洛倫茲力的方向，會計算洛倫茲力的大小。了解電子束的磁偏轉原理以及在科學技術中的應用。2021/8/8 星期日6課堂情景切入2021/8/8 星期日7電視機顯像管中的電子只是細細的一束，為什么能使

2、整個屏幕發(fā)光？從宇宙深處射來的帶電粒子，為什么不能直射地球？為什么只在地球兩極形成絢麗多彩的極光？解開這些問題的鑰匙就是本節(jié)學習的磁場對運動電荷的作用規(guī)律。2021/8/8 星期日8知識自主梳理2021/8/8 星期日9洛倫茲力的方向和大小1.洛倫茲力_在磁場中所受的力。2洛倫茲力和安培力的關系通電導線在磁場中受到的安培力，實際上是在導線中_所受到的洛倫茲力的宏觀表現。運動電荷定向運動的電荷2021/8/8 星期日103洛倫茲力的方向(1)左手定則：伸開左手，使拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一個平面內，讓_從掌心進入，并使四指指向_運動的方向，這時拇指所指的方向就是運動的正電荷在磁場

3、中所受_的方向。負電荷受力的方向與正電荷受力的方向_。(2)洛倫茲力方向特點：FB，Fv，即F垂直于_ 所決定的平面。磁感線正電荷洛倫茲力相反B和v2021/8/8 星期日114洛倫茲力的大小當速度方向和磁感應強度方向分別滿足以下幾種情況時，洛倫茲力的大小分別是(1)當v與B成角時：F_(2)當vB時：F_(3)當vB時，F_qvBsinqvB02021/8/8 星期日12電視顯像管的工作原理1構造如圖所示，由電子槍、_和熒光屏組成。偏轉線圈2021/8/8 星期日132原理(1)電子槍_。(2)電子束在磁場中_。(3)熒光屏被電子束撞擊發(fā)光。3掃描在偏轉區(qū)的水平方向和豎直方向都有偏轉磁場，其

4、方向、強弱都在_，使得電子束打在熒光屏上的光點從上向下、從左向右不斷移動。4偏轉線圈使電子束偏轉的磁場是由_產生的。發(fā)射電子偏轉不斷變化兩對線圈2021/8/8 星期日14重點難點突破2021/8/8 星期日15一、洛倫茲力的方向1決定洛倫茲力方向的三個因素電荷的電性(正、負)，速度方向、磁感應強度的方向。當電性一定時，其他兩個因素決定洛倫茲力的方向，如果只讓一個因素相反，則洛倫茲力方向必定相反；如果同時讓兩個因素相反，則洛倫茲力方向將不變。2F、B、v三者方向間的關系電荷運動方向和磁場方向間沒有因果關系，兩者關系是不確定的。電荷運動方向和磁場方向確定洛倫茲力方向，FB，Fv，即F垂直于B和v

5、所決定的平面。2021/8/8 星期日163洛倫茲力的特點洛倫茲力的方向隨電荷運動方向的變化而變化。但無論怎樣變化，洛倫茲力都與運動方向垂直，故洛倫茲力永不做功，它只改變電荷運動方向，不改變電荷速度大小。特別提醒應用左手定則時，當v與B不垂直時，洛倫茲力仍垂直于v、B決定的平面，但磁感線不一定要垂直穿過掌心，磁感線方向一定與大拇指垂直，不一定與四指垂直。2021/8/8 星期日17每時每刻都有大量宇宙射線射向地球，地磁場可以改變射線中大多數帶電粒子的運動方向，使它們不能到達地面，這對地球上的生命有著十分重要的意義。假設有一個帶正電的宇宙射線粒子正垂直于地面向赤道射來，在地磁場的作用下，它的偏轉

6、方向和所受洛倫茲力的大小，下列說法中正確的是()2021/8/8 星期日18A向西偏轉，不變B向南偏轉，不變C向北偏轉，減小 D向東偏轉，增大答案：D解析：地球表面地磁場的方向由南向北，宇宙射線帶電，根據左手定則可判定，射線自赤道上空豎直下落過程中所受洛倫茲力方向向東，所以向東偏轉，越靠近地球磁場越強，所受的洛倫茲力越大，選項D正確。2021/8/8 星期日19二、洛倫茲力和安培力的區(qū)別與聯系區(qū)別聯系洛倫茲力是指單個運動的帶電粒子所受到的磁場力，而安培力是指通電導線(即大量帶電粒子)所受到的磁場力洛倫茲力永不做功，而安培力可以做功安培力是洛倫茲力的宏觀表現，洛倫茲力是安培力的微觀解釋大小關系：

7、F安NF洛(N是導體中定向運動的電荷數)方向關系：洛倫茲力與安培力的方向，均可用左手定則進行判斷2021/8/8 星期日20特別提醒盡管安培力是自由電荷定向移動時受到的洛倫茲力的宏觀表現，但也不能簡單地認為安培力就等于所有定向移動電荷所受洛倫茲力的和，一般只有當導體靜止時才能這樣認為。2021/8/8 星期日21三、洛倫茲力與電場力的比較內容洛倫茲力靜電力性質磁場對在其中運動的電荷的作用力電場對放入其中的電荷的作用力產生條件v0且v不與B平行電場中的電荷一定受到電場力的作用大小FqvB(vB)FqE力的方向與場的方向的關系一定是FB，Fv正電荷所受力的方向與電場方向相同，負電荷所受力的方向與電

8、場方向相反2021/8/8 星期日22內容洛倫茲力靜電力做功情況任何情況下都不做功可能做正功、負功，也可能不做功力F為零時，場的情況F為零，B不一定為零F為零，E一定為零作用效果只改變電荷運動速度的方向，不改變速度的大小既可以改變電荷運動速度的大小，也可以改變電荷運動速度的方向2021/8/8 星期日23(原創(chuàng)題)下列說法正確的是()答案：BD2021/8/8 星期日24解析：所有電荷在電場中都要受到電場力的作用，正電荷受力的方向沿電場強度的方向，故A錯B對；運動電荷在磁場中沿平行于磁場的方向運動，不受磁場力的作用，C錯；靜止電荷在磁場中不受磁場力的作用，D對。2021/8/8 星期日25四、

9、帶電粒子在復合場中的運動1復合場：一般是指電場、磁場和重力場并存，或其中兩種場并存，或分區(qū)域存在。2帶電粒子在復合場中運動的分析方法和思路(1)正確進行受力分析，除重力、彈力、摩擦力外要特別注意電場力和洛倫茲力的分析。(2)確定帶電粒子的運動狀態(tài)，注意運動情況和受力情況的結合。2021/8/8 星期日26(3)電荷在復合場中的運動一般有兩種情況直線運動和圓周運動。電荷在電場力、重力和洛倫茲力共同作用下做直線運動時，一定是做勻速直線運動。電荷在上述復合場中如果做勻速圓周運動，只能是除洛倫茲力以外的所有恒力的合力為零才能實現。2021/8/8 星期日27特別提醒(1)電子、質子、粒子等一般不計重力

10、，帶電小球、塵埃、液滴等帶電顆粒一般要考慮重力的作用。(2)注意重力、電場力做功與路徑無關，洛倫茲力始終和運動方向垂直，永不做功的特點。2021/8/8 星期日282021/8/8 星期日292021/8/8 星期日302磁流體發(fā)電機(1)磁流體發(fā)電是一項新興技術，它可以把內能直接轉化為電能。(2)根據左手定則，如下圖中的B板是發(fā)電機正極。(3)磁流體發(fā)電機兩極板間的距離為d，等粒子體速度為v，磁場磁感應強度為B，則兩極板間能達到的最大電勢差UBdv。2021/8/8 星期日31一種測量血管中血流速度的儀器原理圖，如圖所示，在動脈血管兩側分別安裝電極并加磁場，設血管直徑為2mm，磁場的磁感應強

11、感度為0.080T，電壓表測出的電壓為0.10m V，則血流速度大小為_ m/s。答案：0.63m/s2021/8/8 星期日322021/8/8 星期日33考點題型設計2021/8/8 星期日34在下圖所示的各圖中，勻強磁場的磁感應強度均為B，帶電粒子的速率均為v，帶電荷量均為q。試求出圖中帶電粒子所受洛倫茲力的大小和方向。洛倫茲力的大小和方向2021/8/8 星期日352021/8/8 星期日36點評：在計算洛倫茲力的大小時，要注意v應取與B垂直的分量。洛倫茲力的方向垂直于v與B所決定的平面。2021/8/8 星期日37(哈爾濱六中20202020學年高二下學期開學測試)用細線和帶電小球做

12、成的擺，把它放置在某勻強磁場中，如圖所示，在帶電小球擺動的過程中，連續(xù)兩次經過最低點時，相同的物理量是(不計空氣阻力)()A小球受到的洛倫茲力 B擺線的張力C小球的速度 D小球的動能答案：D2021/8/8 星期日382021/8/8 星期日39帶電物體在復合場中的運動2021/8/8 星期日402021/8/8 星期日41點評：本題是帶電粒子在復合場中的綜合問題，應在分析物體受力的基礎上，弄清物理過程，根據隱含的臨界條件求解。2021/8/8 星期日422021/8/8 星期日43答案：AD2021/8/8 星期日442021/8/8 星期日45如圖所示，磁流體發(fā)電機的極板相距 d0.2m，

13、極板間有垂直于紙面向里的勻強磁場，B1.0T。外電路中可變負載電阻R用導線與極板相連。電離氣體以速率v1100m/s沿極板射入，極板間電離氣體等效內阻r0.1，試求此發(fā)電機的最大輸出功率為多大？洛倫茲力與現代科技2021/8/8 星期日46答案：121kW2021/8/8 星期日472021/8/8 星期日48A若污水中正離子較多，則前表面比后表面電勢高B前表面的電勢一定低于后表面的電勢，與哪種離子多無關C污水中離子濃度越高，電壓表的示數將越大D污水流量Q與U成正比，與a、b無關答案：BD2021/8/8 星期日492021/8/8 星期日50易錯案例剖析2021/8/8 星期日512021/

14、8/8 星期日522021/8/8 星期日532021/8/8 星期日542021/8/8 星期日55正確答案：AB2021/8/8 星期日56課堂知識構建2021/8/8 星期日572021/8/8 星期日582021/8/8 星期日599、靜夜四無鄰，荒居舊業(yè)貧。2022/9/92022/9/9Friday, September 9, 202210、雨中黃葉樹，燈下白頭人。2022/9/92022/9/92022/9/99/9/2022 4:09:42 AM11、以我獨沈久，愧君相見頻。2022/9/92022/9/92022/9/9Sep-2209-Sep-2212、故人江海別，幾度隔山

15、川。2022/9/92022/9/92022/9/9Friday, September 9, 202213、乍見翻疑夢，相悲各問年。2022/9/92022/9/92022/9/92022/9/99/9/202214、他鄉(xiāng)生白發(fā)，舊國見青山。09 九月 20222022/9/92022/9/92022/9/915、比不了得就不比，得不到的就不要。九月 222022/9/92022/9/92022/9/99/9/202216、行動出成果，工作出財富。2022/9/92022/9/909 September 202217、做前，能夠環(huán)視四周；做時，你只能或者最好沿著以腳為起點的射線向前。2022/

16、9/92022/9/92022/9/92022/9/99、沒有失敗，只有暫時停止成功！。2022/9/92022/9/9Friday, September 9, 202210、很多事情努力了未必有結果，但是不努力卻什么改變也沒有。2022/9/92022/9/92022/9/99/9/2022 4:09:42 AM11、成功就是日復一日那一點點小小努力的積累。2022/9/92022/9/92022/9/9Sep-2209-Sep-2212、世間成事，不求其絕對圓滿，留一份不足，可得無限完美。2022/9/92022/9/92022/9/9Friday, September 9, 202213

17、、不知香積寺，數里入云峰。2022/9/92022/9/92022/9/92022/9/99/9/202214、意志堅強的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。09 九月 20222022/9/92022/9/92022/9/915、楚塞三湘接，荊門九派通。九月 222022/9/92022/9/92022/9/99/9/202216、少年十五二十時，步行奪得胡馬騎。2022/9/92022/9/909 September 202217、空山新雨后，天氣晚來秋。2022/9/92022/9/92022/9/92022/9/99、楊柳散和風，青山澹吾慮。2022/9/92022/9/9Frida

18、y, September 9, 202210、閱讀一切好書如同和過去最杰出的人談話。2022/9/92022/9/92022/9/99/9/2022 4:09:42 AM11、越是沒有本領的就越加自命不凡。2022/9/92022/9/92022/9/9Sep-2209-Sep-2212、越是無能的人，越喜歡挑剔別人的錯兒。2022/9/92022/9/92022/9/9Friday, September 9, 202213、知人者智，自知者明。勝人者有力，自勝者強。2022/9/92022/9/92022/9/92022/9/99/9/202214、意志堅強的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。09 九月 20222022/9/92022/9/92022/9/915、最具挑戰(zhàn)性的挑戰(zhàn)莫過于提升自我。九月 222022/9/92022/9/92022/9/99/9/202216、業(yè)余生活要有意義，