高中物理第2章4磁吃运动电荷的作用课件新人教版选修1

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[答案] 见解析图
2021/4/17
高中物理第2章4磁吃运动电荷的作用课件新人教版
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选修1
结束 语 同学们，你们要相信梦想是价值的源泉，相信成功
的信念比成功本身更重要，相信人生有挫折没有失 败，相信生命的质量来自决不妥协的信念，考试加
油。
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AD [电荷在电场中一定受到电场力的作用，但只有运动的电荷 在磁场中才可能受到洛伦兹力的作用，洛伦兹力永远不做功．]
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4．如图所示，阴极射线管发出的电子束在阳极和阴极间强电场 的作用下沿直线运动，如果在射线管所在区域内加上垂直纸面向里 的匀强磁场，则电子束的偏转方向为( )
A．向上偏转 C．垂直纸面向里偏转
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休息时间到啦
同学们，下课休息十分钟。现在是休息时间，你们休 息一下眼睛，
看看远处，要保护好眼睛哦~站起来动一动，久坐对身 体不好哦~
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对洛伦兹力的理解 1.洛伦兹力与安培力的关系 通电导线受安培力是内部大量定向移动电荷受洛伦兹力的宏观 表现；而洛伦兹力是安培力的微观本质． 2．洛伦兹力的作用特点 由于洛伦兹力遵守左手定则，其方向总是与电荷的运动方向垂 直，因此洛伦兹力只改变速度方向不改变速度大小，对运动电荷不做 功．
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[注意事项] (1)电荷在电场中一定受电场力，而在磁场中不一定受洛伦兹力． (2)洛伦兹力方向与速度方向一定垂直，而电场力的方向与速度 方向无必然联系．
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1．在以下几幅图中，洛伦兹力的方向判断不正确的是( )
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C [根据左手定则，垂直纸面向里的磁感线穿过手心，四指指 向正电荷的运动方向向右，大拇指指向洛伦兹力的方向，判断出来 洛伦兹力向上，故 A 正确．根据左手定则，垂直纸面向外的磁感线 穿过手心，四指指向正电荷运动的方向向右，大拇指指向洛伦兹力 的方向，判断出来洛伦兹力向下，故 B 正确．当速度与磁感线平行
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显像管原理示意图如图所示，显像管的最前端为荧光屏，最后 端是电子枪，管颈处是两个偏转线圈．当偏转线圈未加磁场时，电 子枪发出的电子束将轰击在荧光屏的中心，荧光屏的中心就出现一 个亮点．当显像管接收到影像信号时，磁偏转装置就会产生一个变 化的磁场，使电子束从荧光屏左上角开始向右扫描出一条水平线， 之后再扫描下面一条线．如此高频率地反复扫描，并利用人眼的视 觉暂留效应，使荧光屏上的亮点构成我们看到的影像．
(×)
(2)电荷若沿磁场方向运动不受洛伦兹力．
(√ )
(3)洛伦兹力的方向总是与粒子运动方向垂直．
(√ )
(4)电视机显像管中电子束的偏转是利用的洛伦兹力． (√ )
(5)电子束撞击荧光屏时荧光屏会发光．
(√ )
(6)电视机显像管中若磁场加强，电子束偏转幅度变小． (×)
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2．航天员若要走出舱外，所穿的宇航服必须要能阻挡宇宙射线 的辐射．而射向地球的绝大多数宇宙射线，在地磁场洛伦兹力的作 用下发生偏转，基本到达不了地球表面．如图所示，一束带正电粒 子流(类似于宇宙射线)沿图中箭头所示方向通过两磁极间时，其偏转 方向为( )
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BD [运用左手定则时，“四指指向”应沿电荷定向移动形成的 等效电流方向，而不一定沿电荷定向移动方向，因为负电荷定向移 动形成电流的方向与其运动方向反向．通过左手定则所确定的洛伦 兹力与磁场之间关系可知：两者方向相互垂直，而不是相互平行．]
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2．如图所示，匀强磁场水平向右，电子在磁场中的运动方向水 平向右，则该电子( )
电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向；负电荷的受力方向与正电荷的
受力方向_相__反_．
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二、显像管的工作原理 1．在洛伦兹力演示仪中可以观察到，没有磁场时，电子束是直
进的，外加磁场以后，电子束的径迹变成_圆__形_．磁场的强__弱__和电子 的速__度__都能影响圆的半径．
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2．电视机显像管中电子束的偏转利用的就是_运__动_电__荷__在磁场中 受到_洛__伦_兹__力__的原理来工作的．
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【例 2】 如图所示为显像管工作原理示意图，没有磁场时电子 束打在荧光屏正中的 O 点，为使电子束偏转，在管颈区域加有偏转 磁场(由偏转线圈产生)．
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(1)要使电子束在竖直方向偏离中心，打在荧光屏上的 A 点，偏 转磁场应该沿什么方向？
(2)电子束打在图中的 B 点，偏转磁场应该沿什么方向？
A．不受洛伦兹力 B．受洛伦兹力，方向向上 C．受洛伦兹力，方向向下 D．受洛伦兹力，方向向左 A [电子运动的方向与磁场方向平行，该电子不受洛伦兹力， 故以原来的速度做匀速直线运动，故 A 正确，B、C、D 错误．]
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3．(多选)如图所示，一阴极射线管左侧不断有电子射出，若在 管的正下方放一通电直导线 AB 时，发现射线的径迹向下弯曲，则 ()
B．向下偏转 D．垂直纸面向外偏转
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B [带电粒子所受洛伦兹力的方向决定电子束的偏转方向，可 用左手定则判定，但在运用左手定则判定洛伦兹力方向时，磁场垂 直穿过手心，四指应指向电子运动的反方向，则大拇指所指的方向 即为洛伦兹力的方向，方向为竖直向下，故电子束向下偏转，选项 B 正确．]
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合作 探究 攻重难
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3．洛伦兹力和电场力的比较 洛伦兹力
电场力
磁场对在其中运动电荷的作用 电场对放入其中电荷的作用
性质
力
力
电场中的电荷无论是静止还 产生 磁场中静止电荷、沿磁场方向
是沿任何方向运动，都要受 条件 运动的电荷不受洛伦兹力
到电场的作用力
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①方向由电荷正负、磁场方向 以及电荷运动方向决定，各方 ①方向由电荷正负、电场方 向之间关系遵循左手定则 向决定 方向 ②洛伦兹力方向一定垂直于磁 ②正电荷受力方向与电场方 场方向以及电荷运动方向(电 向一致，负电荷受力方向与 荷运动方向与磁场方向不一定 电场方向相反 垂直)
做功 一定不做功
情况
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可能做正功，可能做负功， 也可能不做功
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【例 1】 (多选)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．此空间可能有磁场，方向与电子速度方向平行 C．此空间可能有磁场，方向与电子速度方向垂直 D．此空间可能有正交的磁场和电场，它们的方向均与电子速度 方向垂直
A．导线中的电流从 A 到 B B．导线中的电流从 B 到 A C．若要使电子束的径迹向上弯曲，可以改变 AB 中的电流方向 来实现 D．电子束的径迹与 AB 中的电流方向无关
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BC [电子在通电直导线产生的磁场中运动，无论直导线中的电 流方向如何，电子的运动速度都是和磁感应强度的方向是垂直的．根 据左手定则，由于是负电荷，四指应指向左方，根据电子的偏转方 向可以确定磁感应强度的方向为垂直纸面向里．根据安培定则，导 线中的电流方向为 B 到 A.如果导线中的电流方向相反，则其产生磁 场方向也相反，会影响到电子的偏转方向，所以本题的正确选项是 B、 C.]
A．向上 B．向下 C．向 N 极 D．向 S 极
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A [蹄形磁铁磁极之间的磁场方向由 N 极指向 S 极，带电粒子 沿题图箭头的方向运动，根据左手定则，洛伦兹力方向向上，则粒子 向上偏转，故 A 正确，B、C、D 错误．]
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3．(多选)关于电场力和洛伦兹力，下列说法正确的是( ) A．电荷只要处在电场中，就会受到电场力，而电荷静止在磁场 中，不可能受到磁场力 B．电场对在其中的电荷一定做功，磁场对放入其中的电荷也一 定做功 C．电场力和洛伦兹力一样，受力方向都在电场线和磁感线上 D．只有运动的电荷在磁场中才可能受到洛伦兹力的作用
思路点拨：解此题关键是电子枪发出电子带负电，应用左手定 则时四指指向运动反方向．
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[解析] (1)电子打到 A 点时，运动过程中向上偏转，由左手定 则可知，偏转磁场的方向应该垂直纸面向外，电子才能打在 A 点．
(2)电子向下偏转，由左手定则知，偏转磁场的方向应该垂直纸 面向里，电子才能打在 B 点．
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当 堂达标 固双基
1．(多选)关于洛伦兹力的方向的判定，以下说法正确的是( )37 A．用左手定则判定洛伦兹力的方向时，“四指指向”与电荷定 向运动的方向相同 B．用左手定则判定洛伦兹力的方向时，“四指指向”与电荷运 动形成等效电流方向相同 C．正电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向即是该处磁场方向 D．若将在磁场中的运动电荷＋q 换为－q 且速度方向反向，则 洛伦兹力方向不变
知识脉络
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自主预习 探新知
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一、洛伦兹力 1．定义
磁场对运__动__电__荷__的力叫洛伦兹力．
2．洛伦兹力与安培力的关系 通电导线受到的安培力，是导线中定向运动的电荷受到的洛伦
兹力的_宏__观__表__现_．
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3．洛伦兹力的方向
洛伦兹力的方向遵循左__手__定则．即伸开左__手__，使拇指跟其余四 指垂__直__，并且都跟手掌在同一个平__面__内，让磁感线穿入手心，并使 四指指向正__电__荷__运动的方向，那么，拇__指__所指的方向就是运动的正
[答案] (1)垂直纸面向外 (2)垂直纸面向里
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2．如图为说明电视机显像管偏转线圈作用的示意图．当线圈中 通过图示方向的电流时，一束沿中心轴线 O 自纸内射向纸外的电子 流，将( )
A．向左偏转 C．向上偏[根据左右两侧通电螺线管的电流方向，可判断出磁场的方 向．在 O 点，磁感线的方向为竖直向上，再由左手定则判断出电子 受到向右的洛伦兹力，故电子流向右偏转，B 项正确．]
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思路点拨：①“未发生偏转”说明电子做直线运动． ②做直线运动的条件是物体所受合力为零或合力与运动方向在 一条直线上．
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BD [依据对洛伦兹力的说明可知：当 v 的方向与磁感应强度 B 的方向平行时，运动电荷不受洛伦兹力的作用，带电粒子仍然以速 度 v 做匀速直线运动．因此一个电子穿过某一空间而未发生偏转不 能说此空间一定不存在磁场，只能说明此空间可能有磁场，方向与 电子速度方向平行，或者说明此空间可能有正交的磁场和电场，它 们的方向均与电子速度方向垂直，导致电子所受合力为零．因此， 本题的正确选项为 B、D.]
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4．试判断各图中带电粒子所受洛伦兹力的方向或粒子的带电 性．
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[解析] (a)、(b)中已知 B、v 方向，由左手定则可判定洛伦兹力 方向，图(a)竖直向上，图(b)垂直纸面向里，如解析图(a)、(b)所示； (c)中已知 B、v 和 F，由左手定则可判定粒子带负电；同理(d)中由左 手定则可判断洛伦兹力方向垂直纸面向里，如解析图(d)所示．
复习课件
高中物理第2章4磁吃运动电荷的作用课件新人教版选修1
2021/4/17
高中物理第2章4磁吃运动电荷的作用课件新人教版选修1
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第二章 磁场
四、磁场对运动电荷的作用
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学习目标
1.理解安培力是导线中定向运动 的电荷受到的洛伦兹力的宏观 表现．(难点) 2．学会用左手定则判断带电粒 子在磁场中运动方向的问题．(重 点) 3．知道电子束的磁偏转原理及 其在技术中的应用．(难点)
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时，电荷不受洛伦兹力，故 C 错误．根据左手定则，水平向左的磁 感线穿过手心，四指指向负电荷运动的反方向即向上，拇指指向洛伦 兹力的方向，判断出来洛伦兹力方向垂直纸面向外，故 D 正确．]
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显像管的工作原理 1.磁偏转 借助磁场的作用，使电子束(或其他的运动电荷)改变运动方向的 现象，称为磁偏转． 2．工作原理
3．显像管中有一个阴极，工作时它能发射电__子__，荧光屏被电子 束撞击就能发光．电子束经过水__平__偏转磁场和_竖_直__偏转磁场，且偏 转磁场 的强弱 都在不__断__变__化__， 因此电 子束打 在荧光 屏上的 光点 不__断__移__动__．
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1．思考判断
(1)静止的电荷在磁场中可能受洛伦兹力．