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高中物理粤教版 (2019)选择性必修 第二册第三节 洛伦兹力优质课课件ppt
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这是一份高中物理粤教版 (2019)选择性必修 第二册第三节 洛伦兹力优质课课件ppt，共22页。PPT课件主要包含了学习目标，二洛伦兹力的方向，三洛伦兹力的大小，本课小结，当堂检测等内容，欢迎下载使用。
1. 经历实验探究洛伦兹力方向的过程，知道洛伦兹力的方向与电荷的运动方向和磁感应强度的方向都垂直，会用左手定则判断洛伦兹力的方向；2. 经历由安培力公式推导洛伦兹力公式的过程，体会磁场中通电导线所受的安培力实际上是运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现，会计算洛伦兹力的大小；3. 由实验观察得知洛伦兹力的存在，培养学生实事求是的科学态度；4. 由理论推导得出洛伦兹力大小的公式，培养学生严谨推理的科学作风。
我们知道，磁场对通电导线有作用力；我们还知道，带电粒子的定向移动形成了电流。那么，磁场对运动电荷有作用力吗？如果有，力的方向和大小又是怎样的呢？你知道漂亮的极光是怎么形成的吗？
极光是来自太阳的带电粒子到达地球附近，地球磁场迫使其中一部分沿着磁场线集中到南北两极，当它们进入极地大于80千米的高层大气时，与大气中的原子和分子碰撞并激发，从而释放能量，同时产生光芒，形成围绕磁场的大圆圈，它是一种绚丽多彩的发光现象。
一 认识洛伦兹力【观察与思考】给阴极射线管两极加上高电压，能够观察到阴极射线管内形成了一束电子束。把蹄形磁铁靠近阴极射线管，使磁场方向与电子束前进方向垂直，观察电子束径迹，看到电子运动是否发生改变。
【实验现象及分析】当阴极射线管加上磁场后电子束发生偏转。说明磁场对运动电荷有作用力(洛伦兹力)
实验观察：改变磁场方向，观察在不同方向的磁场作用下电子束的偏转情况。并将实验结果填入下表
结论：（1）当运动电荷的速度方向与磁场方向平行时，运动电荷不受洛伦兹力（2）运动电荷速度方向与磁场方向垂直时，洛伦兹力既与磁场方向垂直，又与速度方向垂直
（1）电流是电荷的定向移动形成，洛伦兹力的方向应该与安培力的方向又类似的规律。（2）回顾用左手定则判断安培力的方法。（3）正电荷运动方向为电流方向，思考如何应用左手定则判断正电荷所受洛伦兹力的方向。（4）负电荷所受洛伦兹力的方向如何判断？
洛伦兹力方向的判断方法： 左手定则：伸开左手，使大拇指与四指垂直，且都与手掌在同一个平面内，让磁感线垂直穿过手心，并使四指指向正电荷的运动方向，这时大拇指所指方向就是正电荷在该磁场中所受洛伦兹力的方向。
3.洛伦兹力的特点：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，它只改变电荷的运动方向，不改变电荷的速度大小。
【例1】在下列图中，运动电荷的速度方向、磁感应强度方向和电荷的受力方向之间的关系正确的是( )
【例2】如图所示，在阴极射线管中电子流方向由左向右，其上方放置一根通有图中所示电流的直导线，导线与阴极射线管平行，则电子将( )A.向上偏转 B.向下偏转C.向纸里偏转D.向纸外偏转
【例3】如图所示，一带负电的滑块从绝缘粗糙斜面的顶端滑至底端时的速率为v，若加一个垂直于纸面向外的匀强磁场，并保证滑块能滑至底端，则它滑至底端时的速率( )A.变大 B.变小C.不变D.条件不足，无法判断
依据：电荷的定向移动形成电流，在磁场中电流会受到安培力的作用，其实安培力就是电荷在磁场中所受洛伦兹力的矢量和，安培力是洛伦兹力的宏观表现。
洛伦兹力与安培力的区别和联系
（1）此时该质子受到的洛伦兹力是多大？向哪个方向偏转？（2）在地球两极出地磁场方向可近似认为垂直于地面，在赤道出地磁场方向可近似认为有地理南极指向地理北极。那么，地球两极处和赤道处相比，哪个区域地磁场对高能带电粒子的阻挡效果更好？为什么？
（1） （2） （ 3） （4）
1.［多选］如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B，带电粒子的速率为v，带电荷量为q，下列带电粒子所受洛伦兹力的大小和方向正确的是（ ）A. 图（1）为 ，方向与v垂直斜向上 B. 图（2）为 ，方向与v垂直斜向下C. 图（3）为 ，方向垂直纸面向外 D. 图（4）为 ，方向垂直纸面向里
解析：A对：图（1）中根据左手定则可知洛伦兹力方向应该垂直运动方向斜向上，大小为Bqv。B错：图（2）中为负电荷，其受力方向垂直于运动方向斜向左上方，大小为Bqv。C错：图（3）中速度方向与磁场方向平行，不受洛伦兹力。D对：图（4）中将速度分解为水平和竖直方向，则竖直分速度受洛伦兹力，大小为F洛= ，方向垂直于纸面向里。
2.［多选］在下面的匀强电场和匀强磁场共存的区域内，电子可能沿水平方向向右做直线运动的是 （ ）
解析：A错：若电子向右运动，则受到的静电力向左，洛伦兹力向下，合力与初速度不在同一直线上。B对：若电子向右运动，则受到的静电力向左，不受洛伦兹力，合力与初速度在同一直线上，电子可以沿水平方向向右做直线运动。C对：若电子向右运动，则受到向上的静电力，向下的洛伦兹力，则当静电力与洛伦兹力相等时，电子可以做直线运动。D错：若电子向右运动，则受到向上的静电力，向上的洛伦兹力，合力与初速度不在同一直线上。
3.如图所示，质量为m=1 kg，电荷量为q=5×10-2 C的带正电的小滑块，从半径为R=0.4 m的光滑绝缘 圆弧轨道上由静止自A端滑下。整个装置处在方向互相垂直的匀强电场与匀强磁场中。已知E=100 V/m，方向水平向右；B=1 T，方向垂直纸面向里。求：（1）滑块到达C点时的速度大小；（2）在C点时滑块对轨道的压力。（g取10 m/s2）
1. 经历实验探究洛伦兹力方向的过程，知道洛伦兹力的方向与电荷的运动方向和磁感应强度的方向都垂直，会用左手定则判断洛伦兹力的方向；2. 经历由安培力公式推导洛伦兹力公式的过程，体会磁场中通电导线所受的安培力实际上是运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现，会计算洛伦兹力的大小；3. 由实验观察得知洛伦兹力的存在，培养学生实事求是的科学态度；4. 由理论推导得出洛伦兹力大小的公式，培养学生严谨推理的科学作风。
我们知道，磁场对通电导线有作用力；我们还知道，带电粒子的定向移动形成了电流。那么，磁场对运动电荷有作用力吗？如果有，力的方向和大小又是怎样的呢？你知道漂亮的极光是怎么形成的吗？
极光是来自太阳的带电粒子到达地球附近，地球磁场迫使其中一部分沿着磁场线集中到南北两极，当它们进入极地大于80千米的高层大气时，与大气中的原子和分子碰撞并激发，从而释放能量，同时产生光芒，形成围绕磁场的大圆圈，它是一种绚丽多彩的发光现象。
一 认识洛伦兹力【观察与思考】给阴极射线管两极加上高电压，能够观察到阴极射线管内形成了一束电子束。把蹄形磁铁靠近阴极射线管，使磁场方向与电子束前进方向垂直，观察电子束径迹，看到电子运动是否发生改变。
【实验现象及分析】当阴极射线管加上磁场后电子束发生偏转。说明磁场对运动电荷有作用力(洛伦兹力)
实验观察：改变磁场方向，观察在不同方向的磁场作用下电子束的偏转情况。并将实验结果填入下表
结论：（1）当运动电荷的速度方向与磁场方向平行时，运动电荷不受洛伦兹力（2）运动电荷速度方向与磁场方向垂直时，洛伦兹力既与磁场方向垂直，又与速度方向垂直
（1）电流是电荷的定向移动形成，洛伦兹力的方向应该与安培力的方向又类似的规律。（2）回顾用左手定则判断安培力的方法。（3）正电荷运动方向为电流方向，思考如何应用左手定则判断正电荷所受洛伦兹力的方向。（4）负电荷所受洛伦兹力的方向如何判断？
洛伦兹力方向的判断方法： 左手定则：伸开左手，使大拇指与四指垂直，且都与手掌在同一个平面内，让磁感线垂直穿过手心，并使四指指向正电荷的运动方向，这时大拇指所指方向就是正电荷在该磁场中所受洛伦兹力的方向。
3.洛伦兹力的特点：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，它只改变电荷的运动方向，不改变电荷的速度大小。
【例1】在下列图中，运动电荷的速度方向、磁感应强度方向和电荷的受力方向之间的关系正确的是( )
【例2】如图所示，在阴极射线管中电子流方向由左向右，其上方放置一根通有图中所示电流的直导线，导线与阴极射线管平行，则电子将( )A.向上偏转 B.向下偏转C.向纸里偏转D.向纸外偏转
【例3】如图所示，一带负电的滑块从绝缘粗糙斜面的顶端滑至底端时的速率为v，若加一个垂直于纸面向外的匀强磁场，并保证滑块能滑至底端，则它滑至底端时的速率( )A.变大 B.变小C.不变D.条件不足，无法判断
依据：电荷的定向移动形成电流，在磁场中电流会受到安培力的作用，其实安培力就是电荷在磁场中所受洛伦兹力的矢量和，安培力是洛伦兹力的宏观表现。
洛伦兹力与安培力的区别和联系
（1）此时该质子受到的洛伦兹力是多大？向哪个方向偏转？（2）在地球两极出地磁场方向可近似认为垂直于地面，在赤道出地磁场方向可近似认为有地理南极指向地理北极。那么，地球两极处和赤道处相比，哪个区域地磁场对高能带电粒子的阻挡效果更好？为什么？
（1） （2） （ 3） （4）
1.［多选］如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B，带电粒子的速率为v，带电荷量为q，下列带电粒子所受洛伦兹力的大小和方向正确的是（ ）A. 图（1）为 ，方向与v垂直斜向上 B. 图（2）为 ，方向与v垂直斜向下C. 图（3）为 ，方向垂直纸面向外 D. 图（4）为 ，方向垂直纸面向里
解析：A对：图（1）中根据左手定则可知洛伦兹力方向应该垂直运动方向斜向上，大小为Bqv。B错：图（2）中为负电荷，其受力方向垂直于运动方向斜向左上方，大小为Bqv。C错：图（3）中速度方向与磁场方向平行，不受洛伦兹力。D对：图（4）中将速度分解为水平和竖直方向，则竖直分速度受洛伦兹力，大小为F洛= ，方向垂直于纸面向里。
2.［多选］在下面的匀强电场和匀强磁场共存的区域内，电子可能沿水平方向向右做直线运动的是 （ ）
解析：A错：若电子向右运动，则受到的静电力向左，洛伦兹力向下，合力与初速度不在同一直线上。B对：若电子向右运动，则受到的静电力向左，不受洛伦兹力，合力与初速度在同一直线上，电子可以沿水平方向向右做直线运动。C对：若电子向右运动，则受到向上的静电力，向下的洛伦兹力，则当静电力与洛伦兹力相等时，电子可以做直线运动。D错：若电子向右运动，则受到向上的静电力，向上的洛伦兹力，合力与初速度不在同一直线上。
3.如图所示，质量为m=1 kg，电荷量为q=5×10-2 C的带正电的小滑块，从半径为R=0.4 m的光滑绝缘 圆弧轨道上由静止自A端滑下。整个装置处在方向互相垂直的匀强电场与匀强磁场中。已知E=100 V/m，方向水平向右；B=1 T，方向垂直纸面向里。求：（1）滑块到达C点时的速度大小；（2）在C点时滑块对轨道的压力。（g取10 m/s2）
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