物理：6.2磁场对运动电荷的作用 课件(鲁科版选修3-1).ppt

质量为m的带正电的小球能沿竖直的绝缘墙竖直下滑，磁感应强度为B的匀强磁场方向水平，并与小球运动方向垂直．若小球电荷量为q，球与墙间的动摩擦因数为μ，则小球下滑的最大速度为________，最大加速度为________． 解析： 小球沿墙竖直下滑，由左手定则可知小球所受洛伦兹力方向向左．对小球进行受力分析，小球受重力mg、洛伦兹力qvB、墙面给小球的支持力N和摩擦力f，如图所示． 在这些力的作用下，小球将会做加速度逐渐减小的加速运动，直到加速度a＝0，小球就会持续匀速运动状态直到有其他外力来迫使它改变． 根据各对应规律列出方程：F＝qvB f＝μN N－F＝0 mg－f＝ma * * 第2节　磁场对运动电荷的作用 课标定位 学习目标：1.通过实验探究知道洛伦兹力并能计算洛伦兹力的大小和判断洛伦兹力的方向． 2．知道洛伦兹力与安培力之间的联系，能从安培力的计算公式推导洛伦兹力 的计算公式． 重点难点：1.洛伦兹力的大小和方向． 2．洛伦兹力和安培力的关系． 核心要点突破 课堂互动讲练 知能优化训练 第2节　磁场对运动电荷的作用 课前自主学案 课前自主学案 一、磁场对运动电荷有作用吗 1．实验探究：(1)观察磁场对静止电荷的作用：将带电通草球悬挂于磁场中，带电通草球并没有运动，改变通草球的电荷量，或改变磁感应强度的大小和方向，通草球依然没有运动，通过以上现象可以得出什么结论呢？ 答：__________________________________． 磁场对静止的电荷没有磁场力的作用 (2)磁场对运动电荷的作用：给阴极射线管接上电源，在射线管内形成电子流，没有磁场时观察电子流的运动轨迹，将蹄形磁体靠近阴极射线管，电子流的运动轨迹有什么变化呢？答：________________；将磁铁的磁极位置交换，电子流的运动有什么变化？ 答：______________________． 2．结论：________________________． 发生了偏转 偏转方向与之前相反 磁场对运动电荷有力的作用 思考感悟 磁场对运动电荷一定有力的作用吗？ 提示：不一定，若v∥B，则不受力． 二、从安培力到洛伦兹力 1．洛伦兹力的大小 (1)推导：设有一段长为L的通电导线，横截面积为S，单位体积内含有的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q，定向移动的平均速度为v，垂直放入磁感应强度为B的匀强磁场中． 导体所受安培力F＝_________ 导体中的电流I＝____________ 导体中的自由电荷总数N＝__________ BIL nqSv nSL qvB qvB 垂直 左手定则：伸开_________，拇指与其余四指垂直，且处于同一平面内，让磁感线________穿过手心，四指指向___________运动的方向，那么________所指的方向就是___________所受洛伦兹力的方向． (2)注意问题 ①运动电荷所受的洛伦兹力方向与其速度方向始终___________． ②对于在磁场中运动的负电荷，所受洛伦兹力的方向与正电荷_________． 左手 垂直 正电荷 拇指 正电荷 垂直 相反 核心要点突破 一、对洛伦兹力与安培力的理解 1．对洛伦兹力的理解 (1)洛伦兹力：磁场对运动电荷的作用力． (2)洛伦兹力的特点 ①大小 a．只有运动电荷受洛伦兹力，静止电荷不受洛伦兹力． b．当v与B垂直时F＝qvB 当v与B夹角为θ时，F＝qvBsinθ，其中θ＝0°或θ＝180°时，F＝0.即v与B平行时运动电荷不受洛伦兹力，θ＝90°时，F＝qvB，洛伦兹力最大． ②方向 a．洛伦兹力的方向总是与电荷运动方向和磁场方向垂直，即洛伦兹力的方向总是垂直于电荷运动方向和磁场方向所决定的平面，F、B、v三者的方向关系是：F⊥B，F⊥v，但B与v不一定垂直． b．洛伦兹力的方向随电荷运动方向的变化而变化．但无论怎么变化，洛伦兹力都与运动方向垂直．所以洛伦兹力只改变速度的方向，不改变速度的大小． 2．洛伦兹力与安培力的区别和联系 (1)区别 ①洛伦兹力是指单个运动带电粒子所受的磁场力，而安培力是指通电直导线所受到的磁场力． ②洛伦兹力恒不做功，而安培力可以做功． (2)联系 ①安培力是洛伦兹力的宏观表现，洛伦兹力是安培力的微观解释． ②大小关系：F安＝NF洛(N是导体中定向运动的电荷数)． ③方向关系：洛伦兹力与安培力的方向一致，均可用左手定则进行判断．  特别提醒：(1)洛伦兹力的方向始终与电荷的运动方向垂直，只改变速度的方向，不改变速度的大小． (2)虽然安培力是洛伦兹力的宏观表现，但也不能简单地认为安培力就等于所有定向移动的电荷所受洛伦兹力的和，只有当导体静止时，二者才相等． 即时应用(即时突破，小试牛刀) 1．关于电荷在磁场中所受洛伦