人教版高中物理选择性必修第2册 第一章 安培力与洛伦兹力 2 磁场对运动电荷的作用力.ppt

高中物理选择性必修第二册人教版第一章安培力与洛伦兹力

2磁场对运动电荷的作用力1.通过实验,观察阴极射线在磁场中的偏转,认识洛伦兹力。2.会判断洛伦兹力的方向,会计算洛伦兹力的大小。3.了解电子束的磁偏转原理以及在科学技术中的应用。

1|洛伦兹力的方向1.洛伦兹力:①????在磁场中受到的力。2.洛伦兹力的方向(1)实验观察——用阴极射线管研究磁场对运动电荷的作用a.没有磁场时电子束是一条直线。b.将一蹄形磁铁跨放在阴极射线管外面,电子流运动轨迹发生②????。(2)洛伦兹力方向的判断——左手定则伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一个平面内;让③????

从掌心垂直进入,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④????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。运动电荷弯曲磁感线正电荷

2|洛伦兹力的大小1.电荷量为q的粒子以速度v运动时,如果速度方向与磁感应强度B的方向垂直,那么

粒子受到的洛伦兹力F=⑤????。2.当电荷运动的方向与磁场的方向夹角为θ时,电荷所受的洛伦兹力为F=⑥???????。3.当电荷平行于磁场方向运动(即θ=0或θ=180°)时,F=⑦????。qvBqvBsinθ03|电子束的磁偏转——显像管1.构造:如图所示,由电子枪、偏转线圈和荧光屏组成。?

2.原理(1)电子枪发射⑧????。(2)电子束在磁场中⑨????。(3)荧光屏被电子束撞击发光。3.扫描:在偏转区的水平方向和竖直方向都有偏转磁场,其方向、强弱都在⑩????????,使得电子束打在荧光屏上的光点从上向下、从左向右不断移动。4.偏转线圈:使电子束偏转的磁场是由?????产生的。电子偏转不断变化偏转线圈

判断正误，正确的画“√”，错误的画“?”。1.电荷在电场中一定受电场力,电荷在磁场中一定受洛伦兹力。?()?提示:放入电场中的电荷一定受电场力作用;放入磁场中的电荷,当电荷静止或电荷

运动方向与磁场方向平行时,电荷不受洛伦兹力作用。2.重力可忽略的带电粒子可能在磁场中做直线运动。()√提示:重力可忽略的带电粒子在磁场中运动,若粒子的速度方向与磁场方向平行,粒

子做直线运动。3.带电粒子沿着磁感线方向射入磁场时,洛伦兹力对带电粒子做正功。?()?提示:不管带电粒子沿哪个方向进入磁场,粒子受到的洛伦兹力总是跟速度垂直,即

洛伦兹力在任何情况下都不做功。

4.地磁场只对带电的宇宙射线有阻碍作用,对不带电的射线没有阻碍作用。?(????)√提示:地磁场对不带电的宇宙射线无阻碍作用,因为它们不受洛伦兹力作用。5.一个长直螺线管中通有恒定电流,有一电子沿螺线管轴线射入管中,粒子将在管

中做曲线运动。?()?提示:长直螺线管内部磁场方向始终与轴线平行,电子沿螺线管轴线射入管中时不

受洛伦兹力作用,做匀速直线运动。6.显像管中偏转磁场使电子受到的洛伦兹力的方向仍遵循左手定则。?????()√提示:不管何种情况下,洛伦兹力的方向均遵循左手定则。

1|对洛伦兹力的理解情境中国高海拔宇宙线观测站(LHAASO)位于四川省海子山上,是目前世界上海

拔最高、规模最大、灵敏度最强的宇宙线探测装置。茫茫宇宙中,每时每刻都有

大量的带电宇宙射线射向地球,而地球磁场可以有效地改变这些宇宙射线中大多

数射线粒子的运动方向,使它们不能到达地面,这对地球上的生命有十分重要的意

义,但人类始终没有发现宇宙线的起源,建设LHAASO的主要任务就是探索高能宇

宙射线的起源。?

问题1.“地球磁场可以有效地改变这些宇宙射线中大多数射线粒子的运动方向,使它们

不能到达地面”,靠的是什么力达到这种阻碍作用的?提示:洛伦兹力。2.地球磁场对宇宙射线的这种阻碍作用在地球各处相同吗?提示:不同。地磁场在地球各处的磁感应强度不同,射线入射方向与磁场之间的夹

角也不同,导致射向各处的宇宙射线所受洛伦兹力不同,产生的阻碍作用也不同。3.地球磁场对垂直射向地球表面的宇宙射线的阻碍作用在哪里最强?在哪里最弱?提示:地球磁场对垂直射向地球表面的宇宙射线的阻碍作用在赤道附近最强,在

南、北两极最弱。

决定洛伦兹力方向的三个因素电荷的电性(正、负)、速度方向、磁感应强度的方向。三个因素决定洛伦兹力的

方向,如果只让一个因素相反,则洛伦兹力方向必定相反;如果同时让两个因素相反,

则洛伦兹力方向将不变。????F、B、v三者方向间的关系电荷运动方向和磁场方向间没有因果关系,两者关系是不确定的。电荷运动方向

和磁场方向确定洛伦兹力方向,F⊥B,F⊥v,即F垂直于B