1.2 磁场对运动电荷的作用力 课件（38张PPT）人教版（2019）选择性必修第二册

(课件网) 1.2磁场对运动电荷的作用力 运动电荷在磁场中受到的力称为洛伦兹力 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；让磁感线从掌心垂直进入，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正电荷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 2. 试判断图 1.2-10 所示的带电粒子刚进入磁场时所受到的洛伦兹力的方向。 v v 洛伦兹力的大小 安培力是洛伦兹力的宏观表现 1、洛伦兹力的方向与带电粒子的运动方向有什么关系？ 2、洛伦兹力对带电粒子运动的速度有什么影响？ 3、洛伦兹力对带电粒子做的功是多少？ 思考与讨论： 【随堂挑战1】初速度为v0的电子，沿平行于通电长直导线的方向射出，直导线中电流方向与电子初速度方向如图，试讨论： （1）电子的偏转情况（左偏或者右偏） （2）电子运动速率变化情况 （3）电子所受洛伦兹力大小变化情况 电子束的磁偏转 显像管中有一个电子枪，工作时它能发射高速电子。撞击荧光屏，就能发光。可是，很细的一束电子打在荧光屏上只能使一个点发光，要使整个荧光屏发光，就要靠磁场来使电子束偏转了。 垂直纸面向外 垂直纸面向内 实际上，在偏转区的水平方向和竖直方向都有偏转磁场，其方向、强弱都在不断变化，因此电子束打在荧光屏上的光点就像图 1.2-8 那样不断移动，这在显示技术中叫作扫描（scanning）。电子束从最上一行到最下一行扫描一遍叫作一场，电视机中的显像管每秒要进行 50 场扫描，所以我们感到整个荧光屏都在发光。 【随堂挑战2】如图所示，一表面粗糙的倾角θ＝37°的绝缘斜面，处于垂直纸面向里的匀强磁场中，磁场的磁感应强度 B＝4 T。一质量m＝0.02 kg、带电荷量q＝0.01 C的带正电物体(可视为质点)从斜面上的某点由静止开始下滑，斜面足够长，物体在下滑过程中克服摩擦力做的功Wf＝0.08 J。g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，求： (1)物体在斜面上运动的最大速率； (2)物体沿斜面下滑的最大距离。 4m/s 2m 【随堂挑战1】用绝缘细线悬挂一个质量为m、带正电的小球，置于如图所示的匀强磁场中，当小球偏离竖直方向在垂直于磁场方向摆动时，如果细线始终绷紧，不计空气阻力，则前后两次通过最低点时相比较，相同的物理量是(　 　) A．小球受到的洛伦兹力 B．小球的向心加速度 C．细线的拉力 D．小球的动能 【随堂挑战2】甲、乙是竖直面内两个相同的半圆形光滑轨道，M、N为两轨道的最低点，匀强磁场垂直于甲轨道平面，匀强电场平行于乙轨道平面，两个完全相同的带正电小球a、b分别从甲、乙两轨道的右侧最高点由静止释放，在它们第一次到达最低点的过程中，试讨论： （1）a球下滑的时间与b球下滑的时间关系？ （2）a、b两球的机械能是否守恒？ （3）a球到M点的速度b球到N点的速度的关系？ （4）a球对M点的压力与b球对N点的压力的关系？ 【随堂挑战4】如图所示，三根通电长直导线P、Q、R互相平行，垂直纸面放置，其间距均为a，电流大小均为I，方向垂直纸面向里(已知电流为 I 的长直导线产生的磁场中，距导线r处的磁感应强度，其中k为常数)。某时刻有一质子(质量为m、电荷量为e)正好经过坐标原点O，速度大小为v，方向沿y轴正方向，求质子此时所受的洛伦兹力？ 3. 在图 1.2-11 所示的平行板器件中，电场强度 E 和磁感应强度 B 相互垂直。具有不同水平速度的带电粒子射入后发生偏转的情况不同。这种装置能把具有某一特定速度的粒子选择出来，所以叫作速度选择器。试证明带电粒子具有速度 时，才能沿着图示虚线路径通过这个速度选择器。 速度选择器，粒子的重力不计： 1、与粒子的电荷量、电性无关。 2、只与粒子的速度有关 4. ... ...