啟迪智慧1.1磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力人教版選擇性必修二

第一章物理核心素養(yǎng)目標(biāo)1、物理觀念：認(rèn)識(shí)洛倫茲力，掌握判斷洛倫茲力方向和計(jì)算洛倫茲力大小的方法；知道洛倫茲力和安培力之間的關(guān)系。2、科學(xué)思維：體會(huì)用模型構(gòu)建和演繹推理的方法推導(dǎo)洛倫茲力公式；知道安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)。3、科學(xué)探究：會(huì)用

進(jìn)行洛倫茲力的簡單計(jì)算；能對(duì)顯像管中運(yùn)動(dòng)電荷所受洛倫茲力的方向進(jìn)行簡單判斷。4、科學(xué)態(tài)度和責(zé)任：了解顯像管的工作原理；能解釋分析極光產(chǎn)生的原因。復(fù)習(xí)導(dǎo)入我們知道處在磁場(chǎng)中的導(dǎo)線通電后，會(huì)受到磁場(chǎng)對(duì)它的安培力作用而發(fā)生運(yùn)動(dòng)；未通電時(shí)導(dǎo)線靜止，接下來請(qǐng)同學(xué)們思考：1、磁場(chǎng)究竟對(duì)誰產(chǎn)生作用力？是導(dǎo)線還是電流？2、電流的本質(zhì)是什么？運(yùn)動(dòng)的電荷是否會(huì)受到磁場(chǎng)對(duì)它的作用力？提出猜想：通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到力的作用，本質(zhì)上是因?yàn)榇艌?chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用。人們把磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力稱為洛倫茲力。洛倫茲力的方向PART01洛倫茲PART01提出問題：洛倫茲力的方向該如何判斷？做出假設(shè)：洛倫茲力的方向遵循左手定則。演示實(shí)驗(yàn)：當(dāng)我們將一個(gè)抽成真空的玻璃管的兩端電極分別連接到高壓電源的正負(fù)極時(shí)，陰極會(huì)產(chǎn)生并發(fā)射出電子。這些電子隨后在電場(chǎng)的作用下被加速，朝著陽極的方向迅速飛去。沒有磁場(chǎng)時(shí)，觀察電子束徑跡施加磁場(chǎng)后，觀察電子束徑跡是否發(fā)生變化；改變磁場(chǎng)方向，觀察電子束徑跡變化。演示實(shí)驗(yàn)：電子束在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)電子束徑跡在磁場(chǎng)作用下的偏轉(zhuǎn)情況如下：PART01實(shí)驗(yàn)結(jié)論：洛倫茲力的方向遵循左手定則未施加磁場(chǎng)N級(jí)靠近電子束S級(jí)靠近電子束左手定則：

伸開左手，使拇指與其余四個(gè)手指垂直，并且都與手掌在同一個(gè)平面內(nèi)；

讓磁感線從掌心垂直進(jìn)入，且四指指向四指指向正電荷運(yùn)動(dòng)的方向或負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的反方向，這時(shí)拇指所指的方向就是運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中所受洛倫茲力的方向。眾多事實(shí)表明，磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)電荷所受洛倫茲力的方向遵循左手定則PART01IBFIBFB’FIPART01例.(左手定則)下列各圖中分別標(biāo)出了勻強(qiáng)磁場(chǎng)中帶電粒子的電性以及速度方向、磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B，其中紅色箭頭表示洛倫茲力F的方向,其中正確的是(

)注意×進(jìn)·出AEFGHBCDDEH洛倫茲力的大小PART02PART02在物理學(xué)中，由已知結(jié)論推導(dǎo)未知結(jié)論的能力是非常重要的。請(qǐng)同學(xué)們思考一下：已知：通電導(dǎo)線所受的安培力實(shí)際上是整個(gè)導(dǎo)線中所有電子所受的洛倫茲力的疊加。F=BIL--------F洛F洛F洛F洛F洛F洛F洛F洛F安=N·F洛N=nsvtI=nesvL=vtF洛=qvBF安I安培力洛倫茲力PART02當(dāng)B與v之間既不垂直，也不平行時(shí)，我們可以將B進(jìn)行正交分解，分解成與速度v方向垂直的分量

，以及與速度v方向平行的分量

，分別計(jì)算兩分量對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的安培力：其中

對(duì)力為0，運(yùn)動(dòng)電荷所受洛倫茲力只由

產(chǎn)生。由此得到最終表達(dá)式：總結(jié)：洛倫茲力由四個(gè)因素決定，電荷量q的大小，運(yùn)動(dòng)速度v，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小，以及B與v之間的夾角共同決定。PART022.(洛倫茲力的大?。?/p>

(2020江西聯(lián)考)如圖所示,勻強(qiáng)磁場(chǎng)B垂直于紙面向外，質(zhì)量為m、電荷量為q的小球在傾角為α的光滑且絕緣的斜面上由靜止開始下滑。帶電小球下滑的某個(gè)時(shí)刻對(duì)斜面的壓力恰好為零。(1)小球帶正電還是負(fù)電?(2)該時(shí)刻小球下滑的速度為多大?B洛倫茲力的實(shí)際運(yùn)用PART03PART03如何讓電視機(jī)顯像管中的電子束打到熒光屏上任意一個(gè)點(diǎn)。洛倫茲力的方向與電子的運(yùn)動(dòng)方向垂直時(shí)，電子受到洛倫茲力的作用，從而發(fā)生偏轉(zhuǎn)，通過調(diào)節(jié)磁場(chǎng)強(qiáng)弱可以調(diào)節(jié)電子的偏轉(zhuǎn)程度，從而實(shí)現(xiàn)電子擊打熒光屏任意位置，這種技術(shù)的原理叫電子束磁偏轉(zhuǎn)的原理。-顯像管加速電場(chǎng)平行板中勻強(qiáng)電場(chǎng)E和磁場(chǎng)B互相垂直，這種裝置能把具有一定速度的帶電粒子選擇出來，所以叫做速度選擇器。請(qǐng)思考它能選擇出來多大的速度的粒子？（微觀粒子重力忽略不計(jì)）若qE=qvB電場(chǎng)力與洛倫茲力二力平衡，即若則洛倫茲力偏大，徑跡向上偏若則洛倫茲力偏小，徑跡向下偏粒子將以速度v做勻速直線PART03正極負(fù)極PART03視頻：極光PART03極光的形成是由于太陽帶電粒子流（太陽風(fēng)）在地球磁場(chǎng)的作用下，與地球高層大氣中的分子和