高二物理課件人教選修三 磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力2

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歡迎進(jìn)入物理課堂 5 磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力 第三章磁場(chǎng) 1 知道什么是洛倫茲力 2 利用左手定則判斷洛倫茲力的方向 3 知道洛倫茲力大小的推理過程 4 掌握垂直進(jìn)入磁場(chǎng)方向的帶電粒子 受洛倫茲力大小的計(jì)算 5 理解洛倫茲力對(duì)電荷不做功 6 了解電視機(jī)顯像管的工作原理 陰極射線管 演示 用陰極射線管研究磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用 電子射線管的原理 從陰極發(fā)射出來(lái)電子 在陰陽(yáng)兩極間的高壓作用下 使電子加速 形成電子束 轟擊到長(zhǎng)條形的熒光屏上激發(fā)出熒光 可以顯示電子束的運(yùn)動(dòng)軌跡 結(jié)果 一 洛倫茲力的方向 1 洛倫茲力 磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力 2 方向判斷 左手定則 通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力實(shí)際是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn) 左手定則 伸開左手 使大拇指跟其余四個(gè)手指垂直 并且都和手掌在一個(gè)平面內(nèi) 讓磁感線垂直穿入手心 并使伸開的四指指向正電荷運(yùn)動(dòng)的方向 那么 大拇指所指的方向就是運(yùn)動(dòng)的正電荷在磁場(chǎng)中所受洛倫茲力的方向 如果運(yùn)動(dòng)的是負(fù)電荷 則四指指向負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的反方向 那么拇指所指的方向就是負(fù)電荷所受洛倫茲力的方向 例題1 試判斷下圖中所示的帶電粒子剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)所受的洛倫茲力的方向 甲乙丙丁 1 洛侖茲力F一定和B V決定的平面垂直 2 洛侖茲力只改變速度的方向而不改變其大小 3 洛倫茲力永遠(yuǎn)不做功 1 當(dāng)v平行于B時(shí) 2 當(dāng)v垂直于B時(shí) F qvB F 0 推導(dǎo) 設(shè)有一段長(zhǎng)度為L(zhǎng)的通電導(dǎo)線 橫截面積為S 單位體積內(nèi)含有的自由電荷數(shù)為n 每個(gè)自由電荷的帶電量為q 定向移動(dòng)的平均速率為V 二 洛倫茲力的大小 因?yàn)镮 nVSq 安培力F安 BIL可看作每個(gè)運(yùn)動(dòng)電荷所受的洛倫茲力的合力 運(yùn)動(dòng)電荷總數(shù)為nLS 所以 nLSF BnVSqL 洛侖茲力 F qVB V垂直B 公式F qVB中 q v B的含義 q 帶電粒子所帶電量的絕對(duì)值 v 帶電粒子運(yùn)動(dòng)的速率 B 磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小 當(dāng)V與B成 時(shí) 應(yīng)如何分析 F qVB是電荷的速度方向與B垂直得出的 若電荷q的速度與B不垂直 可對(duì)v進(jìn)行分解為垂直分量和平行量 代入垂直分量進(jìn)行計(jì)算 平行分量f 0 F qVBsin 例2 如圖所示 運(yùn)動(dòng)電荷電量為q 2 10 8C 電性圖中標(biāo)明 運(yùn)動(dòng)速度v 4 103m s 勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B 0 5T 求電荷受到的洛侖茲力的大小和方向 例3 如圖所示 某一帶電粒子垂直射入一個(gè)垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng) 并經(jīng)過P點(diǎn) 試判斷帶電粒子的電性 例4 當(dāng)一帶正電q的粒子以速度v沿螺線管中軸線進(jìn)入該通電螺線管 若不計(jì)重力 則 A 帶電粒子速度大小改變 B 帶電粒子速度方向改變 C 帶電粒子速度大小不變 D 帶電粒子速度方向不變 CD 2 電視顯像管的工作原理 學(xué)生閱讀教材相關(guān)內(nèi)容 思考并回答問題 電子束是怎樣實(shí)現(xiàn)偏轉(zhuǎn)的 問題1 要是電子打在A點(diǎn) 偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)該沿什么方向 問題2 要是電子打在B點(diǎn) 偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)該沿什么方向 問題3 要是電子打從A點(diǎn)向B點(diǎn)逐漸移動(dòng) 偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)該怎樣變化 答 1 要是電子打在A點(diǎn) 偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)該垂直紙面向外 2 要是電子打在B點(diǎn) 偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)該垂直紙面向里 3 要是電子打從A點(diǎn)向B點(diǎn)逐漸移動(dòng) 偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)該先垂直紙面向外并逐漸減小 然后垂直紙面向里并逐漸增大 電子打在熒光屏上只能有一個(gè)亮點(diǎn) 為什么整個(gè)熒光屏都能發(fā)光 學(xué)生閱讀教材 進(jìn)一步了解顯像管的工作過程 例5 如圖所示 勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向水平向里 勻強(qiáng)電場(chǎng)方向豎直向下 有一正離子恰能沿直線從左向右水平飛越此區(qū)域 則 A 若電子從右向左飛入 電子也沿直線運(yùn)動(dòng)B 若電子從右向左飛入 電子將向上偏轉(zhuǎn)C 若電子從右向左飛入 電子將向下偏轉(zhuǎn)D 若電子從左向右飛入 電子也沿直線運(yùn)動(dòng) BD 小結(jié) 本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了洛侖茲力的概念 左手定則和公式F qvB及其成立條件 作業(yè) 1 完成P98練習(xí)2 3 4 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全