新课标人教版高中物理《运动电荷在磁场中受到的力》优质课课件

第第5 5节节 运动电荷在磁场中受到的力运动电荷在磁场中受到的力美丽的极光只出现在地球的两极美丽的极光只出现在地球的两极一、回顾复习：一、回顾复习：1 1、安培力安培力：方向的判断：方向的判断：大小的计算：大小的计算：左手定则左手定则2、电流是如何形成的？、电流是如何形成的？电流是由电荷的定向移动形成的电流是由电荷的定向移动形成的3 3、由此经过、由此经过科学推理科学推理你可以你可以大胆猜想大胆猜想到到 磁场对通电导线的安培力可能是作用在大量运动磁场对通电导线的安培力可能是作用在大量运动电荷上的作用力的宏观表现电荷上的作用力的宏观表现磁场对通电导线（电流）的作用力磁场对通电导线（电流）的作用力提出问题：提出问题：从微观角度安培力本质是什么？从微观角度安培力本质是什么？演示：阴极射线在磁场中的偏转演示：阴极射线在磁场中的偏转磁场对磁场对运动电荷运动电荷的作用力的作用力一、一、洛伦兹力洛伦兹力：实验验证实验验证洛伦兹（洛伦兹（1853185319281928）洛伦兹是荷兰物洛伦兹是荷兰物理学家、数学家，理学家、数学家，18531853年年7 7月月1818日生于阿日生于阿纳姆。洛伦兹创立了纳姆。洛伦兹创立了经典电子论，提出了经典电子论，提出了洛伦兹变换公式，洛伦兹变换公式，19021902年与其学生塞曼年与其学生塞曼共同获得诺贝尔物理共同获得诺贝尔物理学奖。为纪念洛伦兹学奖。为纪念洛伦兹的卓著功勋，荷兰政的卓著功勋，荷兰政府决定从府决定从19451945年起，年起，把他的生日定为把他的生日定为“洛洛伦兹节伦兹节”。z.x.x.k二、探究洛伦兹力的方向二、探究洛伦兹力的方向学科网理论推导理论推导:安培力是洛伦兹力的宏观表现，安培力是洛伦兹力的宏观表现，洛伦兹力是安培力微观表现。洛伦兹力是安培力微观表现。安培力方向用左手定则判定安培力方向用左手定则判定猜想：猜想：洛伦兹力的方向可以用左手定则判定洛伦兹力的方向可以用左手定则判定验证：验证：洛伦兹力的方向可以用左手定则判定洛伦兹力的方向可以用左手定则判定 洛伦兹力的方向左手定则洛伦兹力的方向左手定则组卷网v1 1、伸开左手，使大拇指和其余四、伸开左手，使大拇指和其余四指垂直且处于同一平面内，把手放指垂直且处于同一平面内，把手放入磁场中，让磁感线穿过手心，入磁场中，让磁感线穿过手心，若若四指指向正电荷运动的方向四指指向正电荷运动的方向，那么，那么大拇指所指的方向就是正电荷所受大拇指所指的方向就是正电荷所受洛伦兹力的方向洛伦兹力的方向 2 2、若四指指向负电荷运动的反方若四指指向负电荷运动的反方向，向，那么大拇指所指的方向就是负那么大拇指所指的方向就是负电荷所受洛伦兹力的方向电荷所受洛伦兹力的方向vFF课堂练习课堂练习:判断下列粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的判断下列粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向方向.FF F垂直纸面向里垂直纸面向里F-qv甲甲-qv丙丙+qv乙乙+qv丁丁F F垂直纸面向外垂直纸面向外思考与讨论：思考与讨论：1 1、洛伦兹力的作用效果？、洛伦兹力的作用效果？洛伦兹力永远与速度方向垂直，只改变速洛伦兹力永远与速度方向垂直，只改变速度的方向，不改变速度大小。度的方向，不改变速度大小。2 2、洛伦兹力对带电粒子做的功是多少？、洛伦兹力对带电粒子做的功是多少？洛伦兹力对电荷不做功洛伦兹力对电荷不做功三、探究洛伦兹力的表达式：三、探究洛伦兹力的表达式：设有一段长为设有一段长为L L，横截面积为，横截面积为S S的直导线，单位体的直导线，单位体积内的自由电荷数为积内的自由电荷数为n n，每个自由电荷的电荷量为，每个自由电荷的电荷量为q q，自由电荷定向移动的速率为自由电荷定向移动的速率为v v。这段通电导线垂直磁。这段通电导线垂直磁场方向放入磁感应强度为场方向放入磁感应强度为B B的匀强磁场中，求：的匀强磁场中，求：（1 1）电流强度）电流强度I。（2 2）通电导线所受的安培力通电导线所受的安培力。（3 3）这段导线内的自由电荷数。）这段导线内的自由电荷数。（4 4）每个电荷所受的洛伦兹力。）每个电荷所受的洛伦兹力。2.2.若带电粒子不垂直射入磁场若带电粒子不垂直射入磁场1.1.洛伦兹力：洛伦兹力：F=qVB F=qVB (V(V B B）VB B 2.2.大小关系：大小关系：F F安安NFNF洛洛（N N是导体中运动的电是导体中运动的电荷数）荷数）3.3.方向关系：方向关系：F F安安与与F F洛洛方向相同方向相同4.F4.F安安与与F F洛洛本质都是磁场对运动电荷的作用力本质都是磁场对运动电荷的作用力洛伦兹力与安培力的关系：洛伦兹力与安培力的关系：1.1.安培力是洛伦兹力的宏观表现，洛伦兹力是安培力是洛伦兹力的宏观表现，洛伦兹力是安培力微观表现。安培力微观表现。从太阳或其他星体上放射出的宇宙射线中含有从太阳或其他星体上放射出的宇宙射线中含有高能带电粒子，若到达地球，对地球上的生命将带高能带电粒子，若到达地球，对地球上的生命将带来危害，图为地磁场的分布图，地磁场对直射地球来危害，图为地磁场的分布图，地磁场对直射地球的宇宙射线的阻挡作用在赤道和两极哪里强？的宇宙射线的阻挡作用在赤道和两极哪里强？地磁场对直射地球的宇地磁场对直射地球的宇宙射线的阻挡作用在宙射线的阻挡作用在赤道附赤道附近最强，两极地区最弱近最强，两极地区最弱四、实际应用：四、实际应用：1、地磁场对宇宙射线的阻挡作用：、地磁场对宇宙射线的阻挡作用：现在你能解释为什么极光只现在你能解释为什么极光只在两极出现吗？在两极出现吗？美美丽丽的的极极光光只只出出现现在在地地球球的的两两极极2、电视显像管的工作原理、电视显像管的工作原理主要构造主要构造:电子枪（阴极）、电子枪（阴极）、偏转线圈、偏转线圈、荧光屏等荧光屏等原理：原理：应用电子束磁偏转的道理应用电子束磁偏转的道理【思考与探索】【思考与探索】1 1若要使电子束在水平方向偏离中心，打在荧光若要使电子束在水平方向偏离中心，打在荧光屏上的点，偏转磁场应该沿什么方向？屏上的点，偏转磁场应该沿什么方向？2 2若要使电子束打在点，磁场应该沿什么方向若要使电子束打在点，磁场应该沿什么方向？3 3若要使电子束打在荧光屏上的位置由逐渐向若要使电子束打在荧光屏上的位置由逐渐向点移动，偏转磁场应该怎样变化？点移动，偏转磁场应该怎样变化？2、电视显像管的工作原理、电视显像管的工作原理原理：原理：应用电子束磁偏转的道理应用电子束磁偏转的道理2、电视显像管的工作原理、电视显像管的工作原理一一、洛伦兹力的方向：、洛伦兹力的方向：左手定则左手定则1.1.洛伦兹力永远垂直于洛伦兹力永远垂直于v v和和B B组成的平面。组成的平面。2.2.洛伦兹力只改变速度的方向，不改变速度的大小。洛伦兹力只改变速度的方向，不改变速度的大小。3.3.洛伦兹力对电荷不做功洛伦兹力对电荷不做功二二、洛伦兹力大小：洛伦兹力大小：五、课堂小结：五、课堂小结：V V与与B B成成角：角：三、应用：三、应用：1 1、地磁场对宇宙射线的阻挡作用：、地磁场对宇宙射线的阻挡作用：2 2、电视显像管的工作原理、电视显像管的工作原理