高中物理 第3章 磁場 5 運(yùn)動電荷在磁場中受到的力課件 新人教版選修3-1.ppt

《高中物理 第3章 磁場 5 運(yùn)動電荷在磁場中受到的力課件 新人教版選修3-1.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中物理 第3章 磁場 5 運(yùn)動電荷在磁場中受到的力課件 新人教版選修3-1.ppt（58頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

成才之路 物理,路漫漫其修遠(yuǎn)兮 吾將上下而求索,人教版 選修3-1,磁場,第三章,5 運(yùn)動電荷在磁場中受到的力,第三章,電視機(jī)顯像管中的電子只是細(xì)細(xì)的一束，為什么能使整個屏幕發(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(xué)習(xí)的磁場對運(yùn)動電荷的作用規(guī)律。,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(guān)系 通電導(dǎo)線在磁場中受到的安培力，實(shí)際上是在導(dǎo)線中________________所受到的洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)。,運(yùn)動電荷,定向運(yùn)動的電荷,3．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(nèi)，讓__________從掌心進(jìn)入，并使四指指向__________運(yùn)動的方向，這時拇指所指的方向就是運(yùn)動的正電荷在磁場中所受__________的方向。負(fù)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(diǎn)：F⊥B，F(xiàn)⊥v，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v,4．洛倫茲力的大小 當(dāng)速度方向和磁感應(yīng)強(qiáng)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(dāng)v與B成θ角時：F＝__________ (2)當(dāng)v⊥B時：F＝__________ (3)當(dāng)v∥B時，F(xiàn)＝__________,qvBsinθ,qvB,0,電視顯像管的工作原理,1．構(gòu)造 如圖所示，由電子槍、__________和熒光屏組成。,,偏轉(zhuǎn)線圈,2．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(zhuǎn)區(qū)的水平方向和豎直方向都有偏轉(zhuǎn)磁場，其方向、強(qiáng)弱都在__________，使得電子束打在熒光屏上的光點(diǎn)從上向下、從左向右不斷移動。 4．偏轉(zhuǎn)線圈 使電子束偏轉(zhuǎn)的磁場是由__________產(chǎn)生的。,發(fā)射電子,偏轉(zhuǎn),不斷變化,兩對線圈,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(fù))，速度方向、磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向。當(dāng)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?qū)⒉蛔儭?2．F、B、v三者方向間的關(guān)系 電荷運(yùn)動方向和磁場方向間沒有因果關(guān)系，兩者關(guān)系是不確定的。電荷運(yùn)動方向和磁場方向確定洛倫茲力方向，F(xiàn)⊥B，F(xiàn)⊥v，即F垂直于B和v所決定的平面。,3．洛倫茲力的特點(diǎn) 洛倫茲力的方向隨電荷運(yùn)動方向的變化而變化。但無論怎樣變化，洛倫茲力都與運(yùn)動方向垂直，故洛倫茲力永不做功，它只改變電荷運(yùn)動方向，不改變電荷速度大小。 [特別提醒]應(yīng)用左手定則時，當(dāng)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。,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(shù)帶電粒子的運(yùn)動方向，使它們不能到達(dá)地面，這對地球上的生命有著十分重要的意義。假設(shè)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(zhuǎn)方向和所受洛倫茲力的大小，下列說法中正確的是( ),,,A．向西偏轉(zhuǎn)，不變 B．向南偏轉(zhuǎn)，不變 C．向北偏轉(zhuǎn)，減小 D．向東偏轉(zhuǎn)，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(jù)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(zhuǎn)，越靠近地球磁場越強(qiáng)，所受的洛倫茲力越大，選項(xiàng)D正確。,二、洛倫茲力和安培力的區(qū)別與聯(lián)系,[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(xiàn)，但也不能簡單地認(rèn)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(dāng)導(dǎo)體靜止時才能這樣認(rèn)為。,三、洛倫茲力與電場力的比較,(原創(chuàng)題)下列說法正確的是( ) 答案：BD,,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(qiáng)度的方向，故A錯B對；運(yùn)動電荷在磁場中沿平行于磁場的方向運(yùn)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。,四、帶電粒子在復(fù)合場中的運(yùn)動 1．復(fù)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(fù)合場中運(yùn)動的分析方法和思路 (1)正確進(jìn)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(yùn)動狀態(tài)，注意運(yùn)動情況和受力情況的結(jié)合。,(3)電荷在復(fù)合場中的運(yùn)動一般有兩種情況——直線運(yùn)動和圓周運(yùn)動。 ①電荷在電場力、重力和洛倫茲力共同作用下做直線運(yùn)動時，一定是做勻速直線運(yùn)動。 ②電荷在上述復(fù)合場中如果做勻速圓周運(yùn)動，只能是除洛倫茲力以外的所有恒力的合力為零才能實(shí)現(xiàn)。,[特別提醒](1)電子、質(zhì)子、α粒子等一般不計(jì)重力，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(guān)，洛倫茲力始終和運(yùn)動方向垂直，永不做功的特點(diǎn)。,,2．磁流體發(fā)電機(jī) (1)磁流體發(fā)電是一項(xiàng)新興技術(shù)，它可以把內(nèi)能直接轉(zhuǎn)化為電能。 (2)根據(jù)左手定則，如下圖中的B板是發(fā)電機(jī)正極。 (3)磁流體發(fā)電機(jī)兩極板間的距離為d，等粒子體速度為v，磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則兩極板間能達(dá)到的最大電勢差U＝Bdv。,,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(cè)分別安裝電極并加磁場，設(shè)血管直徑為2mm，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)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/s,,,在下圖所示的各圖中，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)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,,點(diǎn)評：在計(jì)算洛倫茲力的大小時，要注意v應(yīng)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。,(哈爾濱六中2014～2015學(xué)年高二下學(xué)期開學(xué)測試)用細(xì)線和帶電小球做成的擺，把它放置在某勻強(qiáng)磁場中，如圖所示，在帶電小球擺動的過程中，連續(xù)兩次經(jīng)過最低點(diǎn)時，相同的物理量是(不計(jì)空氣阻力)( ) A．小球受到的洛倫茲力 B．?dāng)[線的張力 C．小球的速度 D．小球的動能 答案：D,,,帶電物體在復(fù)合場中的運(yùn)動,,點(diǎn)評：本題是帶電粒子在復(fù)合場中的綜合問題，應(yīng)在分析物體受力的基礎(chǔ)上，弄清物理過程，根據(jù)隱含的臨界條件求解。,,答案：AD,,如圖所示，磁流體發(fā)電機(jī)的極板相距 d＝0.2m，極板間有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，B＝1.0T。外電路中可變負(fù)載電阻R用導(dǎo)線與極板相連。電離氣體以速率v＝1100m/s沿極板射入，極板間電離氣體等效內(nèi)阻r＝0.1Ω，試求此發(fā)電機(jī)的最大輸出功率為多大？,洛倫茲力與現(xiàn)代科技,,答案：121kW,A．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(guān) C．污水中離子濃度越高，電壓表的示數(shù)將越大 D．污水流量Q與U成正比，與a、b無關(guān) 答案：BD,正確答案：AB,