洛伦兹力初探PPT教学课件
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高中物理选修31：第5章《探究洛伦兹力》课件(共17张PPT)
[延伸思考] 由 r＝mBqv知同一带电粒子，在同一匀强磁场中，半径 r 会随着速度的增 大而增大，它的周期也会随着速度的增大而增大吗？
一、对洛伦兹力方向的判定
Hale Waihona Puke f例1 下列关于图中各带电粒子所受洛伦
f
兹力的方向或带电粒子的带电性的判断
错误的是 ( C )
A．洛伦兹力方向竖直向上
B．洛伦兹力方向垂直纸面向里
答案 (1)是一条直线 是一个圆周 (2)半径减小 半径增大
[要点提炼] 1.带电粒子所受洛伦兹力与速度方向垂直，只改变速度方向，不改变速度
大小，对运动电荷不做功.
2.沿着与磁场垂直的方向射入磁场中的带电粒子，在匀强磁场中做匀速圆周运 动.向心力为洛伦兹力 f＝qvB，由 qvB＝mrv2可知半径 r＝mBqv，又 T＝2vπr， 所以 T＝2Bπqm.
二、洛伦兹力的大小 如图所示，将直导线垂直放入磁 场中，直导线中自由电荷的电荷 量为 q，定向移动的速度为 v，单 位体积的自由电荷数为 n，导线 长度为 L，横截面积为 S，磁场的磁感应强度为 B. (1)导线中的电流是多少？导线在磁场中所受安培力 多大？ (2)长为 L 的导线中含有的自由电荷数为多少？如果 把安培力看成是每个自由电荷所受洛伦兹力的合力， 则每个自由电荷所受洛伦兹力是多少？
f
C．粒子带负电
q
D．洛伦兹力方向垂直纸面向外
学习目标 知识储备 学习探究 典例精析 课堂小结 自我检测
二、对洛伦兹力公式的理解
例2 如图所示，各图中的匀强磁场的磁感应强度均为B，带电粒子的速率均 为v，带电荷量均为q.试求出图中带电粒子所受洛伦兹力的大小，并指出洛 伦兹力的方向．
F4
F1
v⊥
一、对洛伦兹力方向的判定
Hale Waihona Puke f例1 下列关于图中各带电粒子所受洛伦
f
兹力的方向或带电粒子的带电性的判断
错误的是 ( C )
A．洛伦兹力方向竖直向上
B．洛伦兹力方向垂直纸面向里
答案 (1)是一条直线 是一个圆周 (2)半径减小 半径增大
[要点提炼] 1.带电粒子所受洛伦兹力与速度方向垂直，只改变速度方向，不改变速度
大小，对运动电荷不做功.
2.沿着与磁场垂直的方向射入磁场中的带电粒子，在匀强磁场中做匀速圆周运 动.向心力为洛伦兹力 f＝qvB，由 qvB＝mrv2可知半径 r＝mBqv，又 T＝2vπr， 所以 T＝2Bπqm.
二、洛伦兹力的大小 如图所示，将直导线垂直放入磁 场中，直导线中自由电荷的电荷 量为 q，定向移动的速度为 v，单 位体积的自由电荷数为 n，导线 长度为 L，横截面积为 S，磁场的磁感应强度为 B. (1)导线中的电流是多少？导线在磁场中所受安培力 多大？ (2)长为 L 的导线中含有的自由电荷数为多少？如果 把安培力看成是每个自由电荷所受洛伦兹力的合力， 则每个自由电荷所受洛伦兹力是多少？
f
C．粒子带负电
q
D．洛伦兹力方向垂直纸面向外
学习目标 知识储备 学习探究 典例精析 课堂小结 自我检测
二、对洛伦兹力公式的理解
例2 如图所示，各图中的匀强磁场的磁感应强度均为B，带电粒子的速率均 为v，带电荷量均为q.试求出图中带电粒子所受洛伦兹力的大小，并指出洛 伦兹力的方向．
F4
F1
v⊥
第二：洛伦兹力,带电粒子在磁场中的运动精品PPT教学课件
m
v0
B
L
q
L
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情境：
q
已知：q、m、 v0、 m d、L、B
求：要求粒子最终 飞出磁场区域，对 粒子的入射速度v0 有何要求？
v0
B
L
L
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19
情境：
a
如图中圆形区域内存在垂直
o
纸面向外的匀强磁场，磁感应强
度为B，现有一电量为q，质量为
m的正离子从a点沿圆形区域的直 r v O
M
答案为射出点相距
s 2 mv Be
20时20/间12/差6 为
t Hale Waihona Puke m3BqBv
O
N
关键是找圆心、找半径和用对称14 。
【例2】 一个质量为m电荷量为q的带电粒子从x轴上 的P（a，0）点以速度v，沿与x正方向成60°的方向 射入第一象限内的匀强磁场中，并恰好垂直于y轴射 出第一象限。求匀强磁场的磁感应强度B和射出点的 坐标。
D v α CB
8.0x106m/s 6.5x10-9s
(1)若电子后来又经过D点，则电子的速度大小是多少？
(2)电子从C到D经历的时间是多少？(电子质量
me=9.1x10-31kg，电量e=1.6x10-19C)
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2、带电粒子在半无界磁场中的运动 【例1】 如图直线MN上方有磁感应强度为B 的匀强磁场。正、负电子同时从同一点O以 与MN成30°角的同样速度v射入磁场（电子 质量为m，电荷为e），它们从磁场中射出时 相距多远？射出的时间差是多少？
• 1、找圆心：方法 利用v⊥R
利用弦的中垂线
• 2、定半径： 几何法求半径
1-2洛伦兹力课件(32张PPT)
第1章 安培力与洛伦兹力
(3)三个公式:由 f=Bvqsin
①半径
sin
r= ;
②周期
2π
T=
sin
=
③螺距 d=Tvcos
(sin )2
θ=m
可得
2π
;
2π cos
θ=
。
第1章 安培力与洛伦兹力
带电粒子(不计重力)以一定的速度进入磁感应强度为的匀强磁场时的运动轨迹:
期分别为Tp和Tα,已知mα=4mp,qα=2qp,下列选项正确的是(
A
)
A.Rp∶Rα=1∶2,Tp∶Tα=1∶2
B.Rp∶Rα=1∶1,Tp∶Tα=1∶1
C.Rp∶Rα=1∶1,Tp∶Tα=1∶2
D.Rp∶Rα=1∶2,Tp∶Tα=1∶1
解析 由洛伦兹力提供向心力 F
4π 2
qvB=m 2 r
(2)半径的确定
①利用半径公式求半径;
②由圆的半径和其他几何边构成直角三角形,利用几何知识求半径。
第1章 安培力与洛伦兹力
本课小结
第1章 安培力与洛伦兹力
当堂检测
1.如图所示是电子射线管示意图,接通电源后,电子射线由阴极沿x轴方向射出,在荧光屏上会看到
一条亮线。要使荧光屏上的亮线向下(z轴负方向)偏转,在下列措施中可采用的是(
高中物理 选择性必修第二册
第1章
第
2节洛Βιβλιοθήκη 兹力第1章 安培力与洛伦兹力
学习目标
1.通过实验认识洛伦兹力。
2.能判断洛伦兹力的方向,会计算它的大小。
3.知道洛伦兹力与安培力之间的关系,能推导出洛伦兹力的计算公式。
4.掌握带电粒子在匀强磁场中运动的规律,并能解答有关问题。
洛伦兹力初探PPT教学课件
1、(取镜) 安放
2、对光
低倍物镜
光圈
通光孔
左眼观察,右眼睁开
调节反光镜
(强平面镜、弱凹面镜)
3、放片
4、调焦
粗（细）准焦螺旋向前转
镜筒下降
5、观察
记下：目镜和物镜倍数
移动：物象和载玻片
方向相反
显微镜
讨论
1、要改变视野的明或暗，可调节显微镜的什么结构， 怎样调节？
（要使视野最亮，可以把遮光器最大的的光圈对准 通光孔，并且用反光镜的凹面镜） 2、准焦螺旋向前转动时，物镜会怎样？这时应看显微镜的 什么结构？为什么？ （准焦螺旋向前转动时，物镜会下降。这时应看显 微镜的镜筒，避免物镜碰到载玻片。） 3、从目镜看到要观察的物体在左边，若要移动到中间， 载玻片该往哪边移？ （左边）
回顾（安培力方向） 回顾（安培力大小影响因素）
学习目标
1、通过实验认识洛伦兹力，知道通电导线所 受的安培力是运动电荷所受洛伦兹力的宏 观表现
2、知道影响洛伦兹力方向的因素，了解电子 束的磁偏转原理及其在技术中的应用
在上节课我们 知道，磁场对通电 导线有力的作用
电流由电荷的定向移动形成 猜想：这种力实际上是作用在运动电荷上的
磁偏转与显像管
由实验可以看出，把蹄形磁铁放在显像管 管颈位置，电子束的运动径迹会发生变化，荧 光屏上的发光点位置也会发生变化。
讨论与交流
如何放置磁铁才能让发光点向左或向右偏 离荧光屏中心？设计一个方案，使发光点可能 出现在荧光屏的任意位置上
刚才同学们讨论的，正是我们的显示器所 需要的技术！
显示器基本结构
制作临时装片的操作顺序应该是:
擦
擦拭载玻片和盖玻片的目的? 若擦拭不净,后果如何?
探究洛伦兹力PPT教学课件
湖南文艺出版社
6、《美术大师聚焦》 中央戏剧出版社
7、 《十九世纪的艺术》 （法）尼古拉·第弗利 吉林美术出版社
8、 《孤独的大师（寂寞的恒星）》 中国工人出版社
侯军
9、 《名画的诞生》 （俄国）伊·多尔果波洛夫 中央编译出版社 10、《艺海辍英——西方最具创造性的60幅画》 阳英 编著 上海美术人民出版社
L vt
F ILB
IQ t
Q Nq
f qvB
N nSvt
F Nf
【例题3】质量为m，带电量为q的带电粒子，以速率v垂 直进入如图所示的匀强磁场中，恰好做匀速直线运 动．求：磁场的磁感应强度及带电粒子的电性．
解：由于物体所受重力的方向竖直向下，所以洛 伦兹力的方向一定竖直向上，这样才能使物体做匀 速直线运动。物体带正电。
了日本第二大造纸 商-- Ryoei Saito先 生.创下了艺术品拍 卖价格的世界最高 纪录,直到今天依然
保8持着，. 250万美元
你对梵高的印象是什么？
精益求精追求艺术的完美 忘我的精神 执著的精神 还有……
描写 刻画
语 动 心神 言 作 理态
油画《百日菊》梵高
正因为梵高身上具
有这样优秀的品质，因
探究洛伦兹力
【实验】 磁场对运动电荷有力的作用——这个力叫洛仑兹力。
在没有外磁场时，电子束是沿直线前进的。如果把 射线管放在蹄形磁铁两间，让电子运动方向与磁场方向 垂直，荧光屏上显示的电子束运动轨迹发生了偏转。思 考一下，这说明了什么？
【推理与猜想】 磁场对电流有安培力的作用，而电流是由电荷定向运动
f qvB mg
B mg qv
三、速度选择器
在电、磁场中，若不计重力，则： qE qvB v E
高中物理新选修课件洛伦兹力初探
霍尔效应原理及应用
霍尔效应原理
当电流垂直于外磁场通过半导体 时，载流子发生偏转，垂直于电 流和磁场的方向会产生一附加电 场，从而在半导体的两端产生电
势差。
霍尔元件
利用霍尔效应制成的元件称为霍 尔元件，它具有体积小、重量轻 、寿命长、安装方便、功耗小、
频率高等优点。
应用领域
霍尔元件被广泛应用于测量、自 动化、计算机和信息技术等领域 ，如位置检测、速度检测、电流
• 区别：尽管安培力和洛伦兹力在本质上相同，但它们之间还是存在一些区别。 首先，安培力和洛伦兹力的研究对象不同，前者是通电导线（或等效于通电导 线的电流元），后者是运动电荷。其次，安培力和洛伦兹力的方向判断方法不 同，前者使用左手定则判断，后者使用右手定则判断。最后，尽管安培力和洛 伦兹力都与磁场和电流有关，但它们的作用效果不同。安培力可以使通电导线 在磁场中发生运动或产生形变；而洛伦兹力则主要影响运动电荷在磁场中的运 动轨迹和速度大小。
在粒子加速器中，洛伦兹力起到关键的作用。当带电粒子在加速器中运动时，会受到洛伦 兹力的作用，使得粒子在磁场中发生偏转。通过调整磁场的强度和方向，可以控制粒子的 运动轨迹和速度，从而实现粒子的加速。
洛伦兹力与电场力的协同作用
在粒子加速器中，洛伦兹力与电场力协同作用，共同推动带电粒子的加速。电场力负责提 供粒子加速所需的能量，而洛伦兹力则通过调整粒子的运动轨迹，使得粒子能够在加速器 中不断获得能量，达到高能状态。
霍尔电压与磁场强度和电流大 小成正比，与载流子浓度成反 比。通过测量霍尔电压可以计 算载流子浓度，了解材料的导 电性能。
粒子加速器模拟实验
01 实验目的
模拟粒子加速器的工作原理， 了解洛伦兹力在粒子加速中的 应用。
洛伦兹力 ppt课件
运动受到的洛仑兹力f=_q_v_B____
15
（3）大小：f qvB sin :v与 B的 夹 角
①v与B垂直： . . . .
f qvB . . v . f .
－ －
② v与B平行：
f 0
v
16
例与练
• 1、两个带电粒子以相同的速度垂直磁感线 方向进入同一个匀强磁场，两粒子质量之 比为1：4，电量之比为1：2，则两带电粒
qvB mgco3s70 v4m/s
agsi3n076m/s2 × × × ×
s v2 0 4m 2a 3
f ×××× ××××
× × × mg× 26
洛伦兹力与安培力的比较：
6.2 磁场对运动 电荷的作用
1
第2节 研究洛仑兹力
洛伦兹
荷兰物理学家
H.A.Lorentz （1853-1928）
2
磁场对电流有力的作用吗?
安培力
电流是怎样形成的? 电荷的定向移动
由此推理,你可以提出哪些猜想?
__________________________________
•由此我们会想到：磁场对通电导线的安培力 可能是作用在大量运动电荷上的力的宏观表 现，也就是说磁场对运动电荷可能有力的作 用.
f
10
例与练
• 2、下列各图中已经画出磁场方向和洛仑兹 力的方向，请画出电荷的运动方向。
v
v垂直纸面向内
11
例与练
• 3、下列各图中已经画出磁场方向、电荷的 运动方向和洛仑兹力的方向，请指出电荷 的电性。
-
-
12
例与练
• 4、下图中已经知道电荷的运动方向和洛仑 兹力的方向，请指出磁铁的极性。
18-19 第1章 第6节 洛伦兹力初探
自 和阳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 当
主
堂
预 习
向里的匀强磁场，则电子束的偏转方向为(
)
【导学号：71082030】
达 标
•
•
探
固
新
双
知
基
合
作
探
究
•
攻
重 难
A．向上偏转
图 1-6-1 B．向下偏转
课 时 分 层 作 业
C．向纸内偏转
D．向纸外偏转
返
首
页
自
当
主
堂
达
习
标
•
•
探 新
1．洛伦兹力方向与安培力方向的确定是一样的，都是由左手定则判定．判
固 双
知
基
断洛伦兹力的方向时一定要注意 F 垂直于 v 与 B 所决定的平面．
合 作 探 究 • 攻 重
2．当运动电荷的速度 v 的方向与磁感应强度的方向平行时，运动电荷不受 洛伦兹力作用，仍以初速度 v 做匀速直线运动．而磁场中静止的电荷也不受洛 伦兹力的作用．导体平行磁场方向放置时，定向运动的电荷不受洛伦兹力，所
合 作 探 究 • 攻 重
(3)交变电压的作用：为保证带电粒子每次经过夹缝时都被加速，使之能量
课
不断提高，需在夹缝两侧加上跟带电粒子在
D
形盒中运动周期相同的交变电压．
时 分
层
作
业
难
返 首 页
自
显像管是电视机中的一个重要元件，如图 1-6-5 为电视机显像管的 当
主
堂
预 习
偏转线圈示意图，圆心墨点表示电子枪射出的电子，它的方向由纸内指向纸外，
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阳离子得 由小到大,氧化性由弱到强 电子能力
和O2反 应
常温易 被氧化
常温能 被氧化
常温干燥 加热时 应 和酸反应
和碱反应 和盐反应
常温置换出氢
加热或与水蒸气 反应置换出氢
不能置换出 水中的氢
剧烈反应并置换 出酸中的氢
能置换出酸中的 氢,Fe､Al常温在浓 HNO3､浓硫酸中钝 化
二､常见金属材料
金属材料包括__________和__________,分为__________
材料和________纯_金_材属料｡
合金
黑色金属
有色金属
1.黑色金属材料——钢铁 钢是用量最大,用途最广的合金｡
碳素钢 特种钢
低碳钢 中碳钢 高碳钢
2.有色金属材料——铜和铝 (1)我国使用最早的合金是__铜__合__金____,常见的铜合金有 ____青_铜_____和___黄__铜_____｡ (2)铝合金 ①常见种类:硅铝合金､镁铝合金､硬铝(含_A_l､_C__u_､_M_n_､_M__g_､_S_i 元素)｡ ②性质特征:__强__度__高____､__密__度__小____､__硬__度__大____ ､易于加工､成本低廉､表面易形成__氧__化__膜____而具有一定的 抗腐蚀能力｡ ③主要用途:建筑业､容器和包装业､交通运输及电子行业｡
未加磁电场子时束的在电磁子场束中运的动偏径转迹
讨论与交流
电子带的是负电荷。你能由此推断出带 正电荷的质子束在磁场中所受洛伦兹力的方 向吗？
磁偏转与显像管
我们使用的 各种显示器
磁偏转与显像管
它们的主要元件就是带有磁偏转装置的显 像管。
世界上第一只显像管 借助垂直于电子束运动方向的磁场使电子 束改变方向或者发生偏转的方法称为磁偏转。
磁偏转与显像管
由实验可以看出，把蹄形磁铁放在显像管 管颈位置，电子束的运动径迹会发生变化，荧 光屏上的发光点位置也会发生变化。
讨论与交流
如何放置磁铁才能让发光点向左或向右偏 离荧光屏中心？设计一个方案，使发光点可能 出现在荧光屏的任意位置上
刚才同学们讨论的，正是我们的显示器所 需要的技术！
显示器基本结构
仅Al､Zn能跟强碱水溶液反应
不能置换稀酸 中的氢
与强 氧化
性酸 反应
只与 王水 反应
先与水 排在前面的金属能从盐溶液中置换出后边的 反应 金属
冶炼方法 电解法
热还原法 加热分解 物理方法 法
特别提醒:金属活动性顺序表中,金属的位置越靠后,越容易被 还原,一般的还原方法就能使金属还原;金属的位置越靠前,越 难被还原,最活泼金属只能用最强的还原手段来还原｡
网络构建
热点关
热点考向 1.常见铁､铜､铝合金的主要性能及应用｡ 2.结合基本理论比较金属活动性顺序｡ 3.结合实验推断合金组成或计算合金质量分数｡
热点探究 热点1 金属活动顺序表及其应用
金属活动 K Ca Na Mg Al
性顺序表
Zn
Fe Sn Pb(H)
Cu Hg Pt Au Ag
原子失 由大到小,还原性由强到弱 电子能力
答：不正确
2、如果电子束在通过空间某一区域时不偏转， 能否肯定这个区域中没有磁场？如果发生了 偏转，能不能肯定在该区域中存在着磁场？
小结
1、磁场对运动电荷的作用力叫洛伦兹力
2、借助垂直于电子束运动方向的磁场使电子 束改变方向或者发生偏转的方法称为磁偏 转
3、显示器中的显像管利用了磁偏转的技术
第9讲 用途广泛的金属材料
电子枪——产生高能电子束 通电线圈——提供磁场，使电子束发生偏转 荧光屏——使电子束发光
显示器接收到影像信号时，电子束从荧光 屏左上角开始从左向右扫描出一条水平线，之 后再扫描下面一条水平线。
彩色显示器的工作原理：
电子枪：三枝
荧光物质：红、绿、蓝三种颜色
来自每支电子枪的电子束打在相应的荧光 物质上，产生单一的颜色。通过调整三束电子 束的强度，可以合成各种颜色。
近年来，人们已制造出能发射三束电子束 的单支电子枪
洛伦兹力的应用 ——回旋加速器
劳伦斯 世界上第一台回旋加速器
洛伦兹力的应用 ——回旋加速器
粒子从中央进入该 装置后，被D形盒间隙 内的电场加速。粒子每 次经过D形盒都被加速， 从而得到越来越高的动 能。
练习
1、“借助阴极射线管，我们可以看到每个电 子的运动轨迹”的说法正确吗？为什么？
回顾（安培力方向） 回顾（安培力大小影响因素）
学习目标
1、通过实验认识洛伦兹力，知道通电导线所 受的安培力是运动电荷所受洛伦兹力的宏 观表现
2、知道影响洛伦兹力方向的因素，了解电子 束的磁偏转原理及其在技术中的应用
在上节课我们 知道，磁场对通电 导线有力的作用
电流由电荷的定向移动形成 猜想：这种力实际上是作用在运动电荷上的
而通电导体所受的安培力，则是运动电荷 受磁场力作用的宏观表现
荷兰物理学家洛伦兹首先提 出：磁场对运动电荷有作用力
——洛伦兹力
洛伦兹
怎样观察带电粒子在磁场中的运动状态， 进而对它们进行受力分析呢？
磁场对运动电荷的作用
阴极射线管——观察电子束运动径迹的装置
磁场对运动电荷的作用
由实验我们可以得到结论：洛伦兹力的 方向与磁场方向垂直，与运动电荷的运动方 向垂直。
基础关
最新考纲 1.了解合金的概念及其重要应用｡ 2.了解常见金属的活动性顺序｡
自主复习
一､合金 1.概念 由___金__属_____或__金__属__与__非__金_属____熔合而成的具有 ___金__属_____特性的物质｡ 2.性质特点 合金具有许多良好的__物__理______､___化__学_____或 ___机__械_____性能,___硬__度_____一般比它的各成分金属的 大,___熔__点_____一般比它的各成分金属的低｡
考例某同学用回收的镁铝合金制取氢气｡现有10.8 g镁铝合 金,下列说法正确的是( ) A.常温下与足量18 mol/L H2SO4反应,最多可放出0.6 mol H2 B.常温下与足量2 mol/L HNO3反应,最少可放出0.45 mol H2 C.常温下与足量2 mol/L H2SO4反应,放出H2的物质的量在 0.45 mol～0.6 mol之间 D.常温下与足量2 mol/L NaOH反应,放出H2的物质的量在 0.45 mol～0.6 mol之间