【最新】2018-2019学年高中物理选修3-1(人教版)课件:第三章第5节运动电荷在磁场中受到的力
2019年秋高中物理选修3-1人教版课件:第三章 1 磁现象和磁场(共23张PPT)(完美版下载)
图3-1-4
D.若小磁针正上方是一根水平南北放置的通电直导线,则小磁针会发生偏转
学习互动
考点三
对地磁场的理解
[想一想] 指南针是我国古代四大发明之一,指南针的S极指向地球哪个方向? [要点总结] 1.虽然地磁两极与地理两极并不重合,但它们的位置相对来说差别不是很大.因此,一般 我们认为: (1)地理南极正上方的磁场方向竖直向上,地理北极正上方的磁场方向竖直向下. (2)在赤道正上方,距离地球表面高度相等的点处磁场的强弱相同,且方向水平向北. (3)在南半球,地磁场方向向北偏向上方;在北半球,地磁场方向向北偏向下方.
选项A、C错误.
学习互动
考点二
电流的磁效应
[想一想] 将一通电直导线水平放置在小磁针的正上方,在导线沿东西方向放 置和沿南北方向放置两种情况下,小磁针是否转动?
学习互动
[要点总结] 1.奥斯特实验的要求:通电直导线要沿南北方向 水平放置,磁针要与导线平行地放在导线的正下 方或正上方,以保证电流的磁场与地磁场方向不 同而使小磁针发生转动. 2.由于地磁场使磁针指向南北方向,直导线通电 后小磁针改变指向说明通电直导线周围产生了磁场.
新课导入
【导入一】[引入新课] 教师通过多媒体展示指南针、电流表、质谱仪、回旋加速器等. 教师:这些仪器你认识哪些? 学生回答,教师依次说出这些仪器的名称. 教师:我国是世界上最早发现磁现象的国家.早在战国末年就有了磁铁的记载.我国古代 的四大发明之一的指南针就是其中之一,指南针的发明为世界的航海业作出了巨大的 贡献.在现代生活中,利用磁场的仪器或工具随处可见,如我们将要学习的电流表、质谱 仪、回旋加速器等.进入21世纪后,科技发展突飞猛进、一日千里,同学们作为新世纪的 主人,肩负着民族振兴的重任,希望同学们勤奋学习,为攀登科学高峰打好扎实的基础. 今天,我们首先认识磁场.
人教版高中物理选修3-1课件第3章5
配人教版 物理 选修3-1
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配人教版 物理 选修3-1
配人教版 物理 选修3-1
【解释】电流是电荷的定向移动,安培力是磁场对导体内定向 移动电荷所施加的洛伦兹力的宏观表现,洛伦兹力始终与电荷 运动方向垂直,所以不能对运动电荷做功;而安培力作用在导 体上,可以让导体产生位移,因此能对导体做功.这两种力是 同一性质的力,同样遵守牛顿第三定律,反作用力作用在形成 磁场的物体上,选项B、D正确.
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一条直线
No 发生弯曲
向相反的方向弯曲
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(2)方向 ①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. ②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,故洛伦兹力永不做功,它 只改变电荷的运动方向,不改变电荷速度大小.
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解析:a球进入匀强电场后,始终受到匀强电场水平向右的电 场力F电=qE作用,这个力不会改变a在竖直方向运动的速度 ,故它下落的总时间ta与没有电场时自由下落的时间t0相同.b 球以某一速度进入匀强磁场瞬间它就受到水平向右的洛伦兹力 作用,这个力只改变速度方向,会使速度方向向右发生偏转, 又因为洛伦兹力始终与速度方向垂直.当速度方向变化时,洛 伦兹力的方向也发生变化,不再沿水平方向.
人教版高中物理选修3-1课件第3章磁场3.3
(3)几个方向的一致性:磁感线方向、磁场方向和能自由转 动的小磁针静止时 N 极所指的方向,三者是一致的.
物理 选修3-1
第三章 磁场
知识自学区
要点探究区
达标检测区
课时作业(十七)
如图所示,放在通电螺线管内部中间处的小磁针静 止时 N 极指向右,试判定电源的正、负极.
物理 选修3-1
第三章 磁场
知识自学区
要点探究区
达标检测区
课时作业(十七)
匀强磁场、磁通量 1.匀强磁场 (1)定义:强弱、方向处处__相__同__的磁场. (2)特点:磁感线是间隔_相__等___的平行直线. (3)来源:距离很近的两个异名磁极之间的磁场,除边缘部 分外,可以认为是_匀__强___磁场.较长通电螺线管内部磁场也可 以认为是_匀__强___磁场.
极,组成闭合曲线,选项 C 对;电场线越密,表示该处电场越
强,同一试探电荷在此处受的静电力越大;磁感线越密,表示
该处磁场越强,但检验电流受到的磁场力还与其放置方向有
关,故其受到的磁场力不一定大,选项 D 错. 答案: C
物理 选修3-1
第三章 磁场
知识自学区
要点探究区
达标检测区
课时作业(十七)
几种常见的磁场磁感线的分布特点 1.常见永磁体的磁场
物理 选修3-1
第三章 磁场
知识自学区
要点探究区
达标检测区
课时作业(十七)
1-1:下列关于电场线和磁感线的说法中,正确的是( ) A.电场线和磁感线分别是电场和磁场中实际存在的线 B.磁场中两条磁感线一定不相交,但在复杂电场中的电 场线是可以相交的 C.电场线是一条不闭合曲线,而磁感线是一条闭合曲线 D.电场线越密的地方,同一试探电荷所受的静电力越大; 磁感线分布越密的地方,同一检验电流所受的磁场力也越大
【高中物理】2018-2019学年最新高中物理人教版选修3-1同步教学PPT第三章第5节:运动电荷在磁场中受到的力
(2)洛伦兹力对运动电荷不做功.(
(3)带电粒子在磁场中运动时一定受到洛伦兹力的作用.(
提示:(1)× (2)√ (3)×
二、电视显像管的工作原理 1.电视显像管由电子枪、偏转线圈和荧光屏组成.
磁偏转 的道理. 2.电视显像管应用了电子束________
阴极 ,工作时它能发射______ 电子 ,荧光屏被 3.显像管中有一个______ 水平 方向和______ 竖直 方向都有 电子束撞击就能发光. 在偏转区的______ 方向 、______ 强弱 都在不断地变化. 偏转磁场,其______
1. 汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电 子.如图所示,把电子射线管(阴极射线管)放在蹄形磁铁的两极 之间,可以观察到电子束偏转的方向是( B )
A.向上 C.向左
B.向下 D.向右
解析:电子束带负电,电子束由负极向正极运动,在电子束运动 的过程中,条形磁铁产生的磁场由 N 极指向 S 极,根据左手定 则可判断出电子受到的洛伦兹力方向向下, 故电子束的偏转方向 向下,B 正确,A、C、D 错误.
有一质量为 m、电荷量为 q 的带正电的小球停在绝缘平 面上,并处在磁感应强度为 B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场 中,如图所示,为了使小球飘离平面,重力加速度为 g,匀强磁 场在纸面内移动的最小速度应为多少?方向如何?
[解题探究]
(1)带电小球恰好飘离平面的力学条件是什么?
(2)小球不动,磁场运动,洛伦兹力的方向如何判定?
判断洛伦兹力方向的三个易错点 (1)电荷的正负:判断负电荷所受洛伦兹力方向时,四指应指向 负电荷运动的反方向,与判断正电荷受力时的四指指向相反. (2)是否受力:当 v 与 B 的方向平行时,电荷不受洛伦兹力,当 速度为零时也不受洛伦兹力,无需进行方向判断. (3)是否垂直:B 和 v 不一定垂直,但洛伦兹力的方向一定垂直 于 B 和 v.
选修3-1第三章 第5节 运动电荷在磁场中受到的力
【例 4】一个电子穿过某一空间而未发生偏转,则( A.此空间一定不存在磁场 B.此空间一定不存在电场 C.此空间可能只有匀强磁场,方向与电子速度垂直 D.此空间可能有相互正交的匀强磁场和匀强电场
)
解析:电子穿过某一空间而未发生偏转,说明电子可能不 受外力,可能合外力为零或外力的方向与速度方向在一直线上. 当 v∥B 或 B=0 时,洛伦兹力为零,电子不偏转,A 错误;速 度 v⊥B 时,洛伦兹力不为零,且与 v 垂直,必偏转,C 错误; 电子在电场中所受的静电力和运动方向在同一直线上时,电子 运动方向不发生偏转,B 错误;当电子所受静电力和洛伦兹力 平衡时也不发生偏转,故 D 正确.
1.洛伦兹力方向的判断 (1)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.
(2)判断负电荷在磁场中运动受洛伦兹力的方向,四指要指 向负电荷运动的相反电荷受力的方向________.
3.洛伦兹力的大小 带电量为 q 的粒子,以速率 v 进入磁感应强度为 B 的匀强 磁场中: (1) 当带电粒子的运动方向与磁场方向平行时,洛伦兹力 0 f=__________. (2) 当带电粒子的运动方向与磁场方向垂直时,洛伦兹力 f
qvB =__________. (3)当带电粒子的运动方向与磁场方向的夹角为θ时,洛伦兹
太阳风是一种连续存在,来自太阳并以 200~800 km/s 的 速度运动的带电粒子流.太阳风对地球的影响很大,当它抵达 地球时,往往引起很大的磁暴,且会在地球两极形成绚丽多彩 如同梦幻般的极光.
图 3-5-1
讨论: 洛伦兹力 (1)运动电荷在磁场中受到的力称为__________,力的方向 左手 可用______定则来判断. (2)为什么会在地球两极形成极光? 太阳风是太阳喷射出的带电粒子流,当太阳风进入地磁场 时,由于地磁场的作用,太阳风中的带电粒子进入地球南北两 极地区,两极的高层大气,受到太阳风的轰击后会发出光芒, 形成极光.
高中物理人教版选修3-1(课件)第三章 磁场 3-3
知识点1
知识点2学业分层测评
学习目标知识脉络
1.知道磁现象的电本质,
了解安培分子电流假说.
2.知道磁感线的定义和
特点,了解几种常见磁场
的磁感线分布.(重点)
3.会用安培定则判断电
流的磁场方向.(难点)
4.知道匀强磁场、磁通
量的概念.(重点)
磁感线 安培定则
强弱及方向
疏密
切线方向
电流磁感线
环形电流
磁感线
电流
内部
N
环形电流小磁体磁极
磁化退磁
电荷的运动
√
×
√
×
√
两种线磁感线电场线
相似点
引入目的形象描述场而引入的假想线,实际不存在疏密场的强弱
切线方向场的方向
相交不能相交(电场中无电荷空间不相交)
不同点闭合曲线
不闭合,起始于正电荷,终止
于负电荷
匀强磁场和磁通量
强弱方向
疏密均匀
磁感应强度磁场方向垂直
投影面积S′
韦伯 1 T·m2磁通密度
×
√
×
×
学业分层测评(二十二)
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人教版高中物理选修3-1第三章磁场 全单元课程同步课件
普通高中课程标准实验教科书—物理选修3-1[人教版]第三章磁场全章概述本章的内容,特别是对磁场性质的定量描述,是以后学习电磁学的基础。
本章的内容按照这样的线索展开。
磁场的性质——磁场性质的定性和定量描述——磁场对电流和运动电荷的作用——安培力和洛伦兹力的应用。
本章的重点内容是磁感应强度、磁场对电流的作用和磁场对运动电荷的作用。
磁感应强度描述了磁场的性质,它比较抽象,同时也是学习中的一个难点。
掌握左手定则,熟练掌握安培力和洛伦兹力方向的判断以及安培力和洛伦兹力的计算,这是学好后续课程的基础。
由于高中阶段有关磁场的知识大都是通过分析、逻辑推理和理论推导得出的结论,抽象思维上的难度比较大;而电流(运动电荷)方向,磁感应强度方向及磁场对电流(运动电荷)作用力的方向分布在三维空间,这就要求大家要具备较强的空间想象能力。
因此,除了掌握重点知识,突破难点知识,还要在学习的过程中自觉地提高自己的抽象思维能力、逻辑推理能力和空间想象能力。
新课标要求1、列举磁现象在生活、生产中的应用。
了解我国古代在磁现象方面的研究成果及其对人类文明的影响。
关注与磁相关的现代技术发展。
例1 观察计算机磁盘驱动器的结构,大致了解其工作原理。
2、了解磁场,知道磁感应强度和磁通量。
会用磁感线描述磁场。
例2 了解地磁场的分布、变化,以及对人类生活的影响。
3、会判断通电直导线和通电线圈周围磁场的方向。
4、通过实验,认识安培力。
会判断安培力的方向。
会计算匀强磁场中安培力的大小。
例3 利用电流天平或其他简易装置,测量或比较磁场力。
例4 了解磁电式电表的结构和工作原理。
5、通过实验,认识洛仑兹力。
会判断洛仑兹力的方向,会计算洛仑兹力的大小。
了解电子束的磁偏转原理以及在科学技术中的应用。
例5 观察阴极射线在磁场中的偏转。
例6 了解质谱仪和回旋加速器的工作原理。
6、认识电磁现象的研究在社会发展中的作用。
新课程学习3.1 磁现象和磁场★新课标要求(一)知识与技能1、列举磁现象在生活、生产中的应用。
2018-2019版学案导学高中物理选修3-1教科版配套课件:第三章 磁场5
D.质子离开加速器时的最大动能与R成正比
图14
1234
解析 答案
答案 3.49×105 m/s 解析 轨道半径r=OP=0.1 m 粒子的速度 v=2Tπr≈3.49×105 m/s.
解析 答案
二、质谱仪
质谱仪的构造见图9
(1)S1、S2间电场的作用是加速带电粒子,若粒子进入
S1、S2间电场时初速度为零,则其离开电场时的速度
可由qU=12mv2求得.
(2)P1、P2间为速度选择器,若粒子沿直线通过,
例1 如图6所示,一束带电荷量为e的电子以垂直于磁感
应强度B并垂直于磁场边界的速度v射入宽度为d的匀强磁
场中,穿出磁场时速度方向和原来的射入方向的夹角为θ=
60°,求电子的质量和穿越磁场的时间.
答案
2 3dBe 3v
2 3πd 9v
图6
解析 答案
例2 如图7所示,虚线圆所围区域内有方向垂直纸面向里的匀强磁场,
解析 答案
(2)磁感应强度B的大小;
答案 0.314 T 解析 由粒子做圆周运动所需向心力 由洛伦兹力提供, 有 qvB=mvr2,v=2Tπr 得 B=2qπTm=22××31.01-49××11..88××1100--166 T=0.314 T.
解析 答案
(3)若OP的距离为0.1 m,求粒子的运动速度v的大小.(保留三个有效数字)
则(3)需粒满子足在q磁E=场qBv2B中1,做即匀v速=圆BE周1. 运动,R=L2=qmBv2 (L为条纹到狭缝S3的距离).
图9
例3 现代质谱仪可用来分析比质子重很多倍的离子,其示意图如图10
所示,其中加速电压恒定.质子在入口处从静止开始被加速电场加速,
高中物理3-1磁场第3章 第5节运动电荷在磁场中受到的力
物理 ·选修3-1(A)
课前自主预习 要点名师点拨 课堂互动探究 跨越思维误区 学业达标测试
活页作业
一、阴极射线在磁场中的偏转 1.阴极射线:从阴极射线管的_阴__极___射出的电子束. 2.实验现象:无磁场时电子束是__一__条__直__线___,有磁场时 发生弯曲. 3.实验结论:说明磁场对运动的电子有____磁__场__力_____的 作用.
物理 ·选修3-1(A)
课前自主预习 要点名师点拨 课堂互动探究 跨越思维误区 学业达标测试
活页作业
2.F、B、v三者方向间关系: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.
3.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,它只改变电荷运动方向,不改变电荷速度大小.
物理 ·选修3-1(A)
课前自主预习 要点名师点拨 课堂互动探究 跨越思维误区 学业达标测试
活页作业
【针对训练】 2.如图所示,在竖直绝缘的水平台上,一个 带正电的小球以水平速度v0抛出,落在地面上的A点,若加一 垂直纸面向里的匀强磁场,小球仍能落到地面上,则小球的落 点( )
A.仍在A点 C.在A点右侧
(2)v 与 B 的夹角为 30°,F=qvBsin 30°=12qvB,方向垂直 纸面向里.
(3)由于 v 与 B 平行,所以不受洛伦兹力. (4)v 与 B 垂直,F=qvB,方向与 v 垂直斜向上. 答案:见解析
物理 ·选修3-1(A)
课前自主预习 要点名师点拨 课堂互动探究 跨越思维误区 学业达标测试
人教版高中物理选修3-1第三章第5节运动电荷在磁场中受到的力课件
作业
该沿什么方向?
首页
2. 要使电子束打在 B 点, 磁场应该沿什么方向?
3. 要使电子束打在荧光屏上的位置由 B 点逐渐向 A 点移动, 偏转磁场应该怎样变化?
菜单
导学
典例解析:
思议 展评
1.如图所示,一根表面粗糙的长绝缘细杆水平放置于方 检评
向垂直纸面向外的匀强磁场中,一个带负电小环开始静止 作业
恰好为0,重力加速度为g,试求:
检评
(1)小球的带电性质;
作业
(2)该时刻小球下滑的速度;
首页
(3)小球在斜面上滑行的距离。
菜单
洛伦兹力作为一种性质力,从作用效思 导议 学 果来看和其它性质力没有差别!分析洛展评
检评
伦兹力时,应首先明确带电体的正负、作业 速度的方向、磁场方向进而明确洛伦兹首页 力的大小和方向,为进一步分析带电体 受到的合力做好铺垫,同时要求同学们 应具充分注意洛伦兹力自身的特殊性, 尤其是与速度的关系。
菜单
练习之气产电(2源1体间生:)的,有电一A两含一压种、个有个。用B电大板很如磁极量哪强果流。正一的体把、个磁发A、负是电场B带电的,和源电装将用的粒置一电正子如束器极)图等连喷?离所接入子示,磁体。A场(平、,即行BA就高金、是温属B一下两板个电板A离直间、的流便首 思 展 检 作 导B 页 议 评 评 业 学
菜单
导学 思议 展评 检评 作业 首页
运动电荷的速度方向与磁场方向垂直时:
运动电荷的速度方向与磁场方向平行时:
运动电荷 思议 展评 检评 作业 首页
原理: 电子束磁偏转技术
菜单
思考讨论
导学
思议
1. 要使电子束在水平方向
展评
偏离中心,打在荧光屏
2019学年人教版高中物理选修3-1课件:第三章 磁场 5 运动电荷在磁场中受到的力
教学目标
1.知道什么是洛伦兹力.利用左手定则判断洛伦兹力的方向. 2.知道洛伦兹力大小的推导过程. 3.掌握垂直进入磁场方向的带电粒子所受洛伦兹力大小的计算.
4.了解v和B垂直时的洛伦兹力大小及方向判断.理解洛伦兹力对电荷不做
功. 5.了解电视显像管的工作原理.
重点难点
【重点】 (1)利用左手定则会判断洛伦兹力的方向. (2)掌握垂直磁场方向进入磁场的带电粒子受到的洛伦兹力大小的计算.
【难点】
(1)洛伦兹力对带电粒子不做功. (2)洛伦兹力方向的判断.
教学建议
本节教材的重点是洛伦兹力的大小、方向和产生条件,其中公式f=qvBsin θ的推 导和应用是个难点,由于洛伦兹力是属于微观的力学范畴,抽象是突出的特点, 因此充分借助实验和已有的知识来搭桥铺路是十分重要的一环.本课时采用实验 为先导的教学方法,目的是化抽象为具体,使学生对洛伦兹力产生鲜明的间接感
性认识,从而激发学生的学习兴趣.在解决重点知识上采用实验、诱导、点拨、
思考、讲解、自推等方法充分调动学生思维积极性,提高教学效果.对于难点的 处理采取由事实出发进行猜想→推理→推论→实验的过程.实际上是由实验验证 推论,推论证明推理进而证实猜想.
新课导入
【导入一】 前面我们学习了磁场对电流的作用力,下面思考两个问题: 1.如何判定安培力的方向(让学生上黑板做) 若已知图351中:B=4.0×10-2 T,导线长L=10 cm,I=1 A.求导线所受的安 培力大小. [学生解答] 解:F=BIL=4×10-2 T×1 A×0.1 m=4×10-3 N 答:导线受的安培力大小为4×10-3 N. 2.什么是电流? [学生答]电荷的定向移动形成电流.
通电直导线在垂直于自身的匀强磁场中会受到安培力的
2018-2019学年高中物理(人教版)选修3-1课件:第3章 磁场3-1
3.地磁场
南极 (1)地磁场:地球本身是一个磁体,N 极位于地理___ 北 极附近。自由转动的小磁针能显示 附近,S 极位于地理___
出地磁场的方向,这就是指南针的原理。 (2)磁偏角:小磁针 ______的指向与正南方向之间的夹角。 (3)太阳、月亮、其他行星等许多天体都有磁场。
(1)奥斯特实验说明了磁场可以产生电流。( × ) (2)天然磁体与人造磁体都能吸引铁质物体。( √ ) (3)单独一个带电体可以只带正电荷 (或负电荷), 同样磁 体也可以只有 N 极或 S 极。( × ) (4)地磁场能使小磁针的两极指向正南正北。( × ) (5)地理的南北极与地磁的南北极并不重合,地磁的北 极在地理北极附近。( × ) (6)磁场的基本性质是对处在磁场中的磁极或电流有力 的作用。( √ )
铁质 物体的性质。 (1)磁性:磁体吸引_______ 最强 的区域。 (2)磁极:磁体上磁性_______
①北极:自由转动的磁体,静止时指 ____ 北 的磁极,又叫 N 极。
南 的磁极,又叫 ②南极:自由转动的磁体,静止时指 ____
S 极。
2.电流的磁效应
奥斯特 在一次讲课中, (1)发现: 1820 年, 丹麦物理学家_______
例 2
地球是一个大磁体:①在地面上放置一个小磁
针,小磁针的南极指向地磁场的南极;②地磁场的北极在地 理南极附近;③赤道附近地磁场的方向和地面平行; ④北半 球地磁场方向相对地面是斜向上的; ⑤地球上任何地方的地 磁场方向都是和地面平行的。 以上关于地磁场的描述正确的 是( ) A.①②④ B.②③④ C.①⑤ D.②③
例 1 正确的是(
(多选)关于磁铁、电流间的相互作用,下列说法 )
A.甲图中,电流不产生磁场,电流对小磁针力的作用 是通过小磁针的磁场发生的 B.乙图中,磁体对通电导线的力是通过磁体的磁场发 生的 C.丙图中电流间的相互作用是通过电流的磁场发生的 D.丙图中电流间的相互作用是通过电荷的电场发生的
人教版高中物理选修3-1课件:第三章 磁场 1
[特别提醒]自然界有两种基本的物质形态:实物和场。 (1)实物即具体的、有形的物质形态,由物质粒子组成。
(2)场是物质的另一种存在形态,和实物一样也是一种客观存在物,具有质
物 理 选 修
应。
3-1 ·
人 教 版
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第三章 磁场
知识点4 1.地磁场
地球的磁场
地磁场 地球本身是一个磁体,其周围存在的磁场叫 __________ 。地磁场的 N 极位 南极 北极 于地理__________ 附近,S极位于地理__________ 附近。地磁场很弱,但自由转 指南针 的原理。 动的小磁针能显示出地磁场的作用,这是__________
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3-1 ·
人 教 版
第三章 磁场
知识点2
电流的磁效应
1.奥斯特实验
把导线沿__________南北 发生了__________转动 。 ,即电流可以产生磁场,首 方向放置在指向南北的磁针上方,通电时磁针
2.实验意义
奥斯特实验发现了电流的 __________磁效应 先揭示了__________电与磁
新课标导学
物 理
选修3-1 ·人教版
第三章
磁 场
1 磁现象和磁场
第三章 磁场
※ ※
认识磁现象,知道磁场的概念 知道磁场是客观存在的物质,了解电流的磁效应
※
了解地磁场的分布、变化,以及对人类生活的影响。
物 理 选 修
3-1 ·
人 教 版
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人教版高中物理选修3-1课件第3章磁场3.5
物理 选修3-1
第三章 磁场
知识自学区
要点探究区
达标检测区
课时作业(十九)
2-1:一初速度为零的质子(质量 m=1.67×10-27 kg,电 荷量 q=1.6×10-19 C),经过电压为 1 880 V 的电场加速后,垂 直进入磁感应强度为 5.0×10-4 T 的匀强磁场中,质子所受洛 伦兹力多大?
物理 选修3-1
第三章 磁场
知识自学区
要点探究区
达标检测区
课时作业(十九)
物理 选修3-1
第三章 磁场
知识自学区
要点探究区
达标检测区
课时作业(十九)
5.运动电荷在磁场中受到的力
物理 选修3-1
第三章 磁场
知识自学区
要点探究区
达标检测区
课时作业(十九)
知识自学区
物理 选修3-1
第三章 磁场
知识自学区
要点探究区
洛伦兹力的方向和大小
达标检测区
课时作业(十九)
1.洛伦兹力
(1)定义:__运__动__电__荷__在磁场中所受的力.
物理 选修3-1
第三章 磁场
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课时作业(十九)
解析: 如图所示,运动电荷在磁场中
受洛伦兹力作用发生偏转,正、负离子分别
到达 B、A 极板(B 为电源正极,故电流方向
从 B 经 R 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,有 qvB
第三章 磁场
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课时作业(十九)
解析: 根据左手定则,A 中电荷所受洛伦兹力方向向下, A 正确;B 中电荷所受洛伦兹力方向向下,B 错误;C 中电荷 运动方向与磁场方向平行,不受洛伦兹力,C 错;D 中电荷所 受洛伦兹力方向垂直纸面向外,D 错误.
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拓展二
洛伦兹力的大小
1.为什么说洛伦兹力是安培力的微观表示? 提示:(1)通电导线在磁场中受到的安培力,实际上 是在导线中定向运动的电荷所受到的洛伦兹力的宏观表 现.
(2)从安培力公式推导出洛伦兹力的公式. ①情境:如图所示,设一根长为 L 的通电直导线中 通有电流 I,处在磁感应强度为 B 的匀强磁场中,I⊥B, 又设导线中单位体积内所含的自由电荷数为 n, 每个电荷 的电荷量为 q,电荷定向移动的平均速率为 v,导线的横 截面积为 S.
A.向上 C.向左 答案:C
B.向下 D.向右
拓展一
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ洛伦兹力的方向
怎样判断负电荷在磁场中运动时受洛伦兹力的方 向? 提示: 负电荷在磁场中受力的方向与正电荷受力的方 向相反, 利用左手定则判断时, 应使四指指向负电荷运动 的反方向.
左手定 则图示
手掌:拇指与四 指垂直且在同一 平面内 四指:正电荷运 动方向或负电荷 运动的反方向 磁场:穿过手心 拇指:洛伦兹力 方向
【典例 1】 关于电荷在磁场中运动速度、磁场和电 荷受到洛仑兹力三者之间的方向关系如图所示,其中正 确的是( )
A
B
C
D
解析:根据左手定则:伸开左手,使四指与大拇指垂 直,且在同一个平面内,让磁感线穿过掌心,四指方向与 正电荷的运动方向相同, 大拇指所指的方向为洛伦兹力的 方向,A 选项洛伦兹力方向竖直向下,B 选项洛伦兹力方 向竖直向下,C 选项不受洛伦兹力,D 选项洛伦兹力方向 垂直纸面向外.故 A 正确,B、C、D 错误.
知识点一 提炼知识 1.洛伦兹力.
洛伦兹力
带电粒子 在磁场中受到的力. (1)定义:__________
(2)与安培力的关系:通电导线在磁场中所受的安培
宏观表现 ,而洛伦兹力是安培力的微观 力是洛伦兹力的_________
本质.
2.洛伦兹力的方向. (1)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
磁感线 从掌心进入, 掌在同一平面内; 让________ 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 洛伦兹力 的方向, 电荷在磁场中所受__________ 负电荷受力的方向 相反 . 与正电荷受力的方向______
B和v 决定的 (2)特点:F⊥B,F⊥v,即 F 垂直于_______
第三章
磁场
5 运动电荷在磁场中受到 的力
学 习 目 标 重 点 难 点 1.知道什么是洛伦兹力, 1.理解左手定则判断洛伦 了解洛伦兹力公式的推导 重点 兹力的方向. 过程. 2.会用公式分析求解洛伦 2.了解电视显像管的基本 兹力. 构造和工作原理. 3.理解左手定则判断洛伦 难点 1.会用公式分析求解洛伦 兹力. 兹力的方向. 2.了解电视显像管的基本 4.会用公式分析求解洛伦 构造和工作原理. 兹力.
答案:A
题后反思 (1)注意电荷的正负,尤其是判断负电荷所受洛伦兹 力方向时,四指应指向电荷运动的反方向. (2)注意洛伦兹力的方向一定垂直于 B 和 v 所决定的 平面.
1.一束混合粒子流从一发射源射出后, 进入如图所示 的磁场,分离为 1、2、3 三束,则不正确的是( A.1 带正电 C.2 不带电 答案:B B.1 带负电 D.3 带负电 )
小试身手 1.匀强磁场中一个运动的带电粒子,受到洛伦兹力 F 的方向如图所示,则该粒子所带电性和运动方向可能是 ( )
A.粒子带负电,向下运动 B.粒子带正电,向左运动 C.粒子带负电,向上运动 D.粒子带正电,向右运动 答案:A
知识点二 提炼知识
电视机显像管的工作原理
偏转线圈 1. 构造: 如图所示, 电视显像管由电子枪、 _________
②推导: 导线受的安培力为 F 安=BIL. 导线的电流 Q nq·L·S nq·v·t·S I= t = t = =nqvS, t 导线中总的自由电荷数 N=n· SL,
每个自由电荷受到的洛伦兹力 F 与安培力关系为 F 安 =NF,综合以上各式可得 BIL=NF, 即 B· nqvS· L=n· SL· F. 自由电荷受到的洛伦兹力 F=qvB.
和荧光屏组成.
磁偏转 的原理. 2. 原理: 电视显像管应用了电子束________
判断正误 (1)电子束带负电,在显像管偏转磁场中的偏转方向 与磁场方向相反.(×) (2) 显像管中偏转磁场使电子所受到的洛伦兹力方 向,仍遵守左手定则. (√)
小试身手 2 .如图所示是电视机显像管及其偏转线圈的示意 图.电流方向如图所示,试判断正对读者而来的电子束 将向哪边偏转( )
平面. 3.洛伦兹力的大小.
qvB . (1)当 v⊥B 时:F=______
(2)当 v∥B 时:F=0.
Bqvsin θ . (3)当 v 与 B 成 θ 角时,F=__________
判断正误 (1)运动电荷在磁感应强度不为零的地方,一定会受 到洛伦兹力的作用.(×) (2)运动电荷在某处不受洛伦兹力的作用,则该处的 磁感应强度一定为零.(×) (3)洛伦兹力对运动电荷不做功.(√)
2.有一个电子射线管(阴极射线管),放在一通电直 导线上方,发现射线的径迹如图所示,则( )
A.直导线与电子射线管平行放置,电流从左流向右 B.直导线电流垂直于纸面,并流向纸内 C.直导线电流垂直于纸面,并流向纸外 D.直导线与电子射线管平行放置,电流从右流向左
解析:电子运动方向从左往右且向下偏转,根据左手 定则,四指指向电子运动的反方向,即指向左侧,大拇指 指向电子偏转方向, 由此得出导线上方磁场方向垂直纸面 向里,根据右手螺旋定则可知,直导线与电子射线管平行 放置,导线中的电流方向从右指向左,故 D 正确,A、B、 C 错误.
方向关系
①B的方向与v的方向不一定垂直 ②F⊥B、F⊥v一定成立 ①洛伦兹力方向始终与粒子运动方向 垂直,故洛伦兹力不做功,只改变带 电粒子的运动方向 ②注意电荷有正、负之分
说明
特别说明 (1)判断负电荷在磁场中运动受洛伦兹力的方向,四 指要指向负电荷运动的相反方向,也就是电流的方向. (2)电荷运动的方向和磁场方向不一定垂直,但洛伦 兹力的方向一定垂直于磁场方向和速度方向.