人教版 (2019)选择性必修 第二册2 磁场对运动电荷的作用力教案配套ppt课件

这是一份人教版 (2019)选择性必修 第二册2 磁场对运动电荷的作用力教案配套ppt课件，共20页。

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。
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　    。
3|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。
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。 (　　)
2.重力可忽略的带电粒子可能在磁场中做直线运动。(　　)
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。 (　　)
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。 (    　)
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。 (　　)
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。     (　　)
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。 
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?
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和v所决定的平面。
　洛伦兹力的特点洛伦兹力总与运动方向垂直,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。
　洛伦兹力与安培力的区别和联系
　洛伦兹力与电场力的比较
2 |洛伦兹力与现代科技
　速度选择器 
如图所示,D1和D2是两个平行金属板,分别连在电源的两极上,其间产生一电场强度 为E的电场,同时在此空间加有垂直于电场方向的磁场,磁感应强度为B。S1、S2为 两个小孔,且S1与S2连线方向与金属板平行。沿S1、S2连线方向从S1飞入的带电粒 子,只有做直线运动才可以从S2飞出,因此能从S2飞出的带电粒子所受的电场力与洛 伦兹力平衡,即qE=qvB,故只要带电粒子的速度满足v= ,即使电性不同、比荷不同,也可沿直线穿出右侧的小孔S2,而其他速度的粒子要么上偏,要么下偏,无法穿出 S2。因此利用这个装置可以达到选择某一速度带电粒子的目的,故称为速度选择 器。
　磁流体发电机如图甲所示,将一束等离子体(即高温下电离的气体,含有大量带正电和带负电的粒 子,从整体上来说呈电中性)喷射入匀强磁场,磁场中有两块金属板A、B,则高速射 入的粒子在洛伦兹力的作用下向A、B两板聚集,使两板间产生电势差。若平行金 属板间距为d,匀强磁场的磁感应强度为B,等离子体流速为v,气体从一侧垂直磁场 射入板间,不计气体电阻,外电路电阻为R,运动的带电粒子在磁场中受洛伦兹力作 用发生偏转,正、负粒子分别到达B、A极板(B为电源正极,故电流方向从b到a), 使A、B板间产生匀强电场,在电场力的作用下偏转逐渐减弱,当等离子体不发生偏 转即匀速穿过时,如图乙所示,有qvB=qE,所以此时两极板间最大电压U=Ed=Bdv,据 闭合电路欧姆定律可得最大电流I= 。
　电磁流量计
1.原理如图所示是电磁流量计的示意图,在非磁性材料做成的直径为D的圆管道外加一磁 感应强度为B的匀强磁场,当管中的导电液体流过此磁场区域时,测出管壁上a、b两 点间的电势差U,就可以知道管中液体的流量Q(m3/s)——单位时间内流过液体的体 积。 
2.流量的计算电荷随液体流动,受到竖直方向的洛伦兹力,使正、负电荷在上下两侧聚积,形成电 场。当电场力与洛伦兹力平衡时,达到稳态,此时q =qvB,得v= ,液体流量Q= v= 。
     　　在某实验室中有一种污水流量计如图甲所示,其原理可以简化为如图乙所示 模型:含有大量正、负离子的污水从直径为d的圆柱形【1】容器右侧流入,从左侧流 出,流量值Q等于单位时间通过容器横截面的液体的体积【2】,空间有垂直纸面向里 的磁感应强度为B的匀强磁场。下列说法正确的是 (　　) 
A.正、负离子所受洛伦兹力方向水平向左B.正、负离子所受洛伦兹力方向相同C.污水流量计也可以用于测量不含自由电荷的液体的流速D.只需要测量M、N两点间电压就能够推算污水的流量
信息提取【1】容器横截面积S= ;【2】污水流量Q=Sv。
思路分析    先根据左手定则【3】判断正、负离子所受洛伦兹力的方向,再根据电磁 流量计工作原理【4】分析C选项,然后根据平衡条件【5】分析污水的流速,最后根据流 量定义求解污水流量。