《课堂讲义同步系列高中物理人教选修3-1（四省市）课件：2.5运动电荷在磁场中受到的力 .pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《课堂讲义同步系列高中物理人教选修3-1（四省市）课件：2.5运动电荷在磁场中受到的力 .pptx（35页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1 创新设计 课堂互动探究课前自主梳理课时达标训练 2 5 运动电动电 荷在磁场场中受到的力 学习目标核心提炼 1 知道洛伦兹伦兹 力的方向与电电荷运动动方向及磁 感应应强度方向的关系 会应应用左手定则则判断 洛伦兹伦兹 力的方向 1个定则则 左手定则则 1个公式 F qvB 3个应应用 速度选择选择 器 磁流体 发电发电 机 电电磁流量计计 2 知道洛伦兹伦兹 力公式的推导过导过 程 会应应用公 式计计算洛伦兹伦兹 力的大小 3 知道电视显电视显 像管的基本构造和工作原理 2 创新设计 课堂互动探究课前自主梳理课时达标训练 一 洛伦兹力的方向和大小 1 洛伦兹力 1 定义 在磁场中受到的力
2、2 与安培力的关系 通电导线在磁场中所受的安培力是洛伦兹力的 而洛伦兹力是安培力的微观本质 运动电荷 宏观表现 3 创新设计 课堂互动探究课前自主梳理课时达标训练 2 洛伦兹力的方向 1 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 从掌心进入 并使四指指向 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 2 特点 F B F v 即F垂直于B和v决定的平面 3 洛伦兹力的大小 1 当v B时 F 2 当v B时 F 3 当v与B成 角时 F 磁感线 正电荷运动的方向 相反 qvB 0 qvBsin 4 创新设
3、计 课堂互动探究课前自主梳理课时达标训练 思考判断 1 电荷在磁场中一定会受到洛伦兹力的作用 2 仅在洛伦兹力作用下 电荷的动能一定不会变化 3 应用左手定则判断洛伦兹力的方向时 四指一定指向电荷运动方向 4 由于安培力是洛伦兹力的宏观表现 所以洛伦兹力也可能做功 5 创新设计 课堂互动探究课前自主梳理课时达标训练 二 电视显像管的工作原理 1 构造 如图1所示 电视显像管由电子枪 和荧光屏组成 图1 2 原理 电视显像管应用了电子束 的原理 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 使得电子束打在荧光屏上的光点不断移动 偏转线圈 磁偏转 不断变化 6 创新设计 课
4、堂互动探究课前自主梳理课时达标训练 洛伦兹力的方向 1 F B v三者方向间关系 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和v所决定的平面 2 特点 洛伦兹力的方向随电荷运动方向的变化而变化 但无论怎样变化 洛伦兹力都与 运动方向垂直 故洛伦兹力永不做功 它只改变电荷运动方向 不改变电荷速度 大小 要点归纳 7 创新设计 课堂互动探究课前自主梳理课时达标训练 例1 如图所示的磁感应强度B 电荷的运动速度v和磁场对电荷的作用力F的相互关 系图中 画得正确的是 其中B F v两两垂直 解析 由于B F v两两垂
5、直 根据左手定则则得 A B D选项选项 中电电荷所受的洛 伦兹伦兹 力都与图图示F的方向相反 故A B D错误错误 C正确 答案 C 精典示例 8 创新设计 课堂互动探究课前自主梳理课时达标训练 确定洛伦兹力的方向需明确运动电荷的电性 特别注意负电荷的运动方 向与左手四指的指向应相反 9 创新设计 课堂互动探究课前自主梳理课时达标训练 针对训练1 汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子 如图2所示 把电子射线管 阴极射线管 放在蹄形磁铁的两极之间 可以观察到电子束偏转的方向是 图2 A 向上 B 向下 C 向左 D 向右 解析 电电子束带负电带负电 电电子束由负负极向正极运动动 在电电子束运动
6、动的过过程中 条形 磁铁产铁产 生的磁场场由N极指向S极 根据左手定则则可判断出电电子受到的洛伦兹伦兹 力方向 向下 故电电子束的偏转转方向向下 B正确 A C D错误错误 答案 B 10 创新设计 课堂互动探究课前自主梳理课时达标训练 对洛伦兹力的大小的理解 1 洛伦兹力与安培力的区别和联系 1 区别 洛伦兹力是指单个运动的带电粒子所受到的磁场力 而安培力是指通电直导 线所受到的磁场力 洛伦兹力恒不做功 而安培力可以做功 2 联系 安培力是洛伦兹力的宏观表现 洛伦兹力是安培力的微观解释 大小关系 F安 NF洛 N是导体中定向运动的电荷数 方向关系 洛伦兹力与安培力的方向一致 均可用左手定则进
7、行判断 要点归纳 11 创新设计 课堂互动探究课前自主梳理课时达标训练 2 洛伦兹力与电场力的比较 洛伦兹伦兹 力电场电场 力 产产生条件 电电荷必须须运动动且速度方向与B 不平行时时 电电荷才受到洛伦兹伦兹 力 带电带电 粒子只要处处在电场电场 中就受到 电场电场 力 大小方向 F qvBsin F B F v 用左手定则则判断 F qE F的方向与E同向或反向 特点洛伦兹伦兹 力永不做功电场电场 力可以做功 相同点反映了电场电场 和磁场场都具有力的性质质 12 创新设计 课堂互动探究课前自主梳理课时达标训练 例2 如图3所示 各图中的匀强磁场的磁感应强度均为B 带电粒子的速率均为v 带电荷
8、量均为q 试求出图中带电粒子所受洛伦兹力的大小 并指出洛伦兹力 的方向 图3 精典示例 13 创新设计 课堂互动探究课前自主梳理课时达标训练 解析 1 因v B 所以F qvB 方向垂直v指向左上方 3 由于v与B平行 所以不受洛伦兹伦兹 力 4 v与B垂直 F qvB 方向垂直v指向左上方 14 创新设计 课堂互动探究课前自主梳理课时达标训练 例3 质量为0 1 g的小物块 带有5 10 4 C的电荷量 放在倾角为30 的绝缘光滑斜 面上 整个斜面置于0 5 T的匀强磁场中 磁场方向如图4所示 物块由静止开始下 滑 滑到某一位置时 物块开始离开斜面 设斜面足够长 g 10 m s2 问 图4
9、 1 物块带电性质如何 2 物块离开斜面时的速度为多少 3 物块在斜面上滑行的最大距离是多少 15 创新设计 课堂互动探究课前自主梳理课时达标训练 解析 1 由左手定则则可知物块带负电块带负电 荷 2 当物块块离开斜面时时 物块对块对 斜面压压力为为0 受力如图图所示 则则qvB mgcos 30 0 解得v 3 46 m s 答案 1 负电荷 2 3 46 m s 3 1 2 m 16 创新设计 课堂互动探究课前自主梳理课时达标训练 带电粒子在磁场中的运动模型 要点归纳 图5 17 创新设计 课堂互动探究课前自主梳理课时达标训练 2 磁流体发电机 磁流体发电机的发电原理图如图6甲所示 其平面
10、图如图乙所示 图6 18 创新设计 课堂互动探究课前自主梳理课时达标训练 3 电磁流量计 如图7甲 乙所示是电磁流量计的示意图 图7 19 创新设计 课堂互动探究课前自主梳理课时达标训练 20 创新设计 课堂互动探究课前自主梳理课时达标训练 例4 在两平行金属板间 有如图8所示的互相正交的匀强电场和匀强磁场 粒子以 速度v0从两板的正中央垂直于电场方向和磁场方向射入时 恰好能沿直线匀速通 过 供下列各小题选择的答案有 图8 A 不偏转 B 向上偏转 C 向下偏转 D 向纸内或纸外偏转 21 创新设计 课堂互动探究课前自主梳理课时达标训练 1 若质子以速度v0从两板的正中央垂直于电场方向和磁场方
11、向射入时 质子将 2 若电子以速度v0从两板的正中央垂直于电场方向和磁场方向射入时 电子将 3 若质子以大于v0的速度 沿垂直于电场方向和磁场方向从两板正中央射入时 质子将 4 若增大匀强磁场的磁感应强度 其他条件不变 电子以速度v0沿垂直于电场和 磁场的方向 从两板正中央射入时 电子将 22 创新设计 课堂互动探究课前自主梳理课时达标训练 答案 1 A 2 A 3 B 4 C 23 创新设计 课堂互动探究课前自主梳理课时达标训练 24 创新设计 课堂互动探究课前自主梳理课时达标训练 针对训练2 截面为矩形的载流金属导线置于磁场中 如图9所示 将出现下列哪种情 况 图9 A 在b表面聚集正电荷
12、 而a表面聚集负电荷 B 在a表面聚集正电荷 而b表面聚集负电荷 C 在a b表面都聚集正电荷 D 无法判断a b表面聚集何种电荷 25 创新设计 课堂互动探究课前自主梳理课时达标训练 解析 金属导导体靠电电子导电导电 金属中正离子并没有移动动 而电电流由金属导导体中的自 由电电子的定向移动动 向左移动动 形成 应应用左手定则则 四指应应指向电电流的方向 让让磁 感线线垂直穿过过手心 拇指的指向即为为自由电电子的受力方向 也就是说说 自由电电子受 洛伦兹伦兹 力方向指向a表面一侧侧 实际实际 上自由电电子在向左移动动的同时时 受到指向a表面 的作用力 并在a表面进进行聚集 由于整个导导体是呈电
13、电中性的 正 负电负电 荷总总量相等 所以在b的表面 裸露 出正电电荷层层 并使b表面电势电势 高于a表面电势电势 A正确 答案 A 26 创新设计 课堂互动探究课前自主梳理课时达标训练 1 洛伦兹力的方向 每时每刻都有大量宇宙射线向地球射来 地磁场可以改变射线中 大多数带电粒子的运动方向 使它们不能到达地面 这对地球上的生物有十分重 要的意义 假设有一个带正电的宇宙射线粒子正垂直于地面向赤道射来 在地磁 场的作用下 它将 A 向东偏转 B 向南偏转 C 向西偏转 D 向北偏转 解析 赤道附近的地磁场场方向水平向北 一个带带正电电的射线线粒子竖竖直向下运动动 时时 根据左手定则则可以确定 它受
14、到水平向东东的洛伦兹伦兹 力 故它向东东偏转转 A正 确 答案 A 27 创新设计 课堂互动探究课前自主梳理课时达标训练 2 洛伦兹力的方向 如图10所示 a是竖直平面P上的一点 P前有一 条形磁铁垂直于P 且S极朝向a点 P后一电子在偏转线圈和条形 磁铁的磁场的共同作用下 在水平面内向右弯曲经过a点 在电子 经过a点的瞬间 条形磁铁的磁场对该电子的作用力的方向 A 向上 B 向下 C 向左 D 向右 解析 条形磁铁铁的磁感线线在a点垂直P向外 电电子在条形磁铁铁的磁场场中向右运动动 由左手定则则可得电电子所受洛伦兹伦兹 力的方向向上 A正确 答案 A 图10 28 创新设计 课堂互动探究课前
15、自主梳理课时达标训练 3 洛伦兹力的大小 多选 某空间存在着如图11所示的水平方向的匀 强磁场 A B两个物块叠放在一起 并置于光滑的绝缘水平地面 上 物块A带正电 物块B为不带电的绝缘体 水平恒力F作用在 物块B上 使A B一起由静止开始向左运动 在A B一起向左运 动的过程中 A B始终保持相对静止 以下关于A B受力情况的 说法正确的是 A A对B的压力变小 B A B之间的摩擦力保持不变 C A对B的摩擦力变大 D B对地面的压力变大 图11 29 创新设计 课堂互动探究课前自主梳理课时达标训练 解析 物块块由F洛 qvB知 洛伦兹伦兹 力变变大 A带带正电电 在向左加速运动动的过过程
16、中 受到的洛伦兹伦兹 力的方向向下 所以A对对B的压压力变变大 B对对地面的压压力变变大 A 错误错误 D正确 物块块A与B间间没有相对对滑动动 是静摩擦力 由于B与地面之间间没有摩 擦力的作用 所以A B受到的合力不变变 加速度大小不变变 A B之间间的摩擦力不 变变 B正确 C错误错误 答案 BD 30 创新设计 课堂互动探究课前自主梳理课时达标训练 4 洛伦兹力作用下的运动 带电油滴以水平速度v0垂直进入磁场 恰做匀速直线运动 如图12所示 若油滴质量为m 磁感应强度为B 则下述说法正确的是 图12 31 创新设计 课堂互动探究课前自主梳理课时达标训练 答案 C 32 创新设计 课堂互动探究课前自主梳理课时达标训练 5 速度选择器应用 如图13所示为一速度选择器 也称为滤速器的原理图 K为电子枪 由枪中沿KA方向射出的电子 速率大小不一 当电子通过方向互相垂直的匀强电 场和匀强磁场后 只有一定速率的电子能沿直线前进 并通过小孔S 设产生匀强 电场的平行板间的电压为300 V 间距为5 cm 垂直纸面的匀强磁场的磁感应强度 为0 06 T 问 图13 1 磁场的方向应该垂直纸面向里
