2022-2023学年高二物理人教版选择性必修2精品同步课件 1.2 磁场对运动电荷的作用力.pptx

第一章安培力与洛伦兹力;;知识点一洛伦兹力的方向;2.在磁场中,一垂直于磁场方向的通电导线中的自由电荷做定向移动时会受到洛伦兹力的作用,大量运动电荷所受洛伦兹力的合力即导线受到的安培力,所以洛伦兹力的判断和安培力的判断方法;知识点二洛伦兹力的大小;3.如图所示,一束电子流沿管的轴线进入通电螺线管,忽略电子的重力,电子在管内受洛伦兹力吗?它如何运动?;知识点三电子束的磁偏转;小试身手;探究一洛伦兹力的方向;2.如果在电子束的路径上施加磁场,那么电子的运动轨迹会发生什么变化?改变磁场方向,又有什么变化?此现象说明什么?;4.结合安培力和洛伦兹力的关系,分析洛伦兹力的方向还可能与什么有关.并尝试总结洛伦兹力的方向由哪些因素决定.;过程建构;【典例1】试判断图中的带电粒子在磁场中所受的洛伦兹力的方向,其中垂直于纸面指向纸内的是 ();解析:根据左手定则可以判断,选项A中的负电荷所受的洛伦兹力方向向下.选项B中的负电荷所受的洛伦兹力方向向上.选项C中的正电荷所受的洛伦兹力方向垂直于纸面指向纸外.选项D中的正电荷所受的洛伦兹力方向垂直于纸面指向纸内.;探究二洛伦兹力的大小;2.如何表示这段导线所受的安培力F的大小?;?;过程建构;2.洛伦兹力与静电力的比较.;【典例2】(2022·广东肇庆)两个带电粒子以相同的速度垂直于磁感线方向进入同一匀强磁场,已知两粒子质量之比为1∶4,电荷量之比为1∶2,则两粒子受洛伦兹力之比为()

A.2∶1B.1∶1C.1∶2D.1∶4;答案:C;探究三电子束的磁偏转;2.要使电子束打在B点,偏转磁场应该沿什么方向?;4.若使电子束在荧光屏上按如图所示的方式扫描,则应该怎样加磁场?;过程建构;?;(2)磁流体发电机.

①构造:如图所示,将一束等离子体(即高温下电离的气体,含有大量带正电和带负电的微粒,从整体上来说呈电中性)喷射入磁场,磁场中有两块金属板A、B,A、B两板间距为d,板间是磁感应强度为B的匀强磁场,A、B与电阻为R的用电器连接.;②原理:运动电荷在磁场中受洛伦兹力作用发生偏转,正、负粒子分别到达B、A极板,使A、B板间产生匀强电场,在静电力的作用下粒子偏转逐渐减弱,当等离子体不发生偏转,即以速度v匀速穿过时,有qvB=qE,所以此时两极板间电势差U=Ed=Bdv(与外电路断开),即这个发电机的电动势的大小是Bdv.;?;?;【典例4】下图为一速度选择器的原理示意图.K为电子枪,由枪中沿KA方向射出的电子,速率大小不一.当电子通过方向互相垂直的匀强电场和匀强磁场后,只有一定速率的电子能沿直线前进,并通过小孔S.设产生匀强电场的平行板间的电压为300V,间距为5cm,垂直于纸面的匀强磁场的磁感应强度为0.06T.

(1)磁场的指向应该垂直于纸面向里还是向外?

(2)速率为多大的电子才能通过小孔S?;解析:(1)由题图可知,平行板间的电场强度E的方向向下,电子受到的静电力F电=eE,方向向上.若没有磁场,则电子将向上偏转,为了使电子能够穿过小孔S,所加的磁场施于电子的洛伦兹力必须是向下的.根据左手定则分析得出,磁场的方向应该垂直于纸面向里.

(2)电子受到的洛伦兹力F洛=evB,它的大小与电子的速度v有关.只有那些速度的大小刚好使得洛伦兹力与静电力平衡的电子,才可沿直线通过小孔S.;?;课堂评价;答案:B;2.(2022·广东广州)太阳风(含有大量高能质子与电子)射向地球时,地磁场改变了这些带电粒子的运动方向,从而使大量粒子不能到达地面.另一小部分粒子可能会在两极汇聚从而形成炫丽的极光.赤道正上方P处的磁感应强度为B=3.5×10-5T,方向由南指向北,假设太阳风中的一质子以v=2×105m/s的速度竖直向下运动穿过P处的地磁场,如图所示.已知质子的电荷量为q=1.6×10-19C,则此时该质子受到的洛伦兹力()

A.方向向北

B.方向向南

C.方向向东

D.大小为11.2N;答案:C;3.如图所示,通电竖直长直导线的电流方向向上,初速度为v0的电子平行于直导线竖直向上射出,不考虑电子的重力,则电子将

()

A.向右偏转,速率不变

B.向左偏转,速率改变

C.向左偏转,速率不变

D.向右偏转,速率改变;答案:A;4.每时每刻都有大量带电的宇宙射线(粒子流)向地球射来,地磁场可以有效地改变这些宇宙射线中大多数射线粒子的运动方向,使它们不能到达地面,这对地球上的生命有十分重要的意义.假设有一束带正电的宇宙射线垂直于地面向赤道射来(如图,地球由西向东转,虚线表示地球自转轴,上方为地理北极),在地磁场的作用下,它的偏转方向是()

A.向东 B.向南 C.向西 D.向北;解析