第1章 2.磁场对运动电荷的作用力-【金版新学案】2023-2024学年新教材高二物理选择性必修 第二册同步课堂高效讲义配套课件（人教版）

2.磁场对运动电荷的作用力 　　　　第一章 安培力与洛伦兹力 学科 知识 1 ．洛伦兹力的理解 2．洛伦兹力的大小和方向 3．电子束的磁偏转 学科 能力 1．能够通过逻辑推理得出磁场对运动电荷有作用力；能够理解洛伦兹力的群体集中效应形成了安培力 2．会利用左手定则判断洛伦兹力的方向；理解洛伦兹力垂直于磁场和速度所在的平面 3．能够由安培力公式推导出洛伦兹力公式，计算洛伦兹力的大小 4．知道电视显像管的基本构造及工作的基本原理 学习目标 学科 素养 1．物理观念：知道洛伦兹力是安培力的微观本质；会判断洛伦兹力的方向，会计算洛伦兹力的大小；了解洛伦兹力的应用 2．科学思维：利用类比迁移思考洛伦兹力方向的判断方法——左手定则；通过建模，利用安培力公式推导洛伦兹力的大小 3．科学探究：在理论基础上推导出左手定则和大小计算公式后，利用实验的方法验证洛伦兹力的方向和大小 4．科学态度与责任：通过洛伦兹力方向和大小的得出，明确科学发展需要理论推导和实验验证两条腿走路 学习目标 知识点二　洛伦兹力的大小 随堂演练 知识点一　洛伦兹力的方向 知识点三　带电体在匀强磁场中的运动问题 素养培优专栏 聚焦“STSE”问题——洛伦兹力与现代科技 知识点四　电子束的磁偏转 课时精练 内 容 索 引 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 13 知识点一　洛伦兹力的方向 索引 1．图甲是阴极射线管的结构示意图，射线管未放入磁场中时电子运动的方向及轨迹怎样？ 提示：电子由阴极向阳极运动，轨迹是直线。 2．图乙是射线管放入磁场中时的情景，电子的径迹怎样？为什么会这样？ 提示：电子的径迹向下弯曲，是因为受到磁场的力的作用。 3．如果仅将图乙中磁铁的磁极对调，电子的径迹怎样？ 提示：仅将磁铁的磁极对调，电子的径迹向上弯曲。 情境导学 1．洛伦兹力 (1)定义：__________在磁场中受到的力称为洛伦兹力。 (2)安培力与洛伦兹力的关系：通电导线在磁场中受到的安培力，实际是__________的宏观表现。 2．左手定则：伸开左手，使拇指与其余四个手指______，并且都与手掌在同一个平面内；让________从掌心______进入，并使四指指向____电荷运动的方向，这时______所指的方向就是运动的正电荷在磁场中所受__________的方向。负电荷受力的方向与正电荷受力的方向______。 基础梳理 运动电荷 洛伦兹力 垂直 磁感线 垂直 正 拇指 洛伦兹力 相反 1．洛伦兹力就是安培力。( ) 2．用左手定则判断洛伦兹力方向时，“四指的指向”与电荷定向运动方向相同。( ) 3．洛伦兹力的方向既垂直于磁场的方向也垂直于带电粒子的速度方向。 ( ) 判断正误 × × √ 1．洛伦兹力方向的三个决定因素：电荷的电性(正、负)、带电粒子的速度方向、磁感应强度的方向。 2．F、B、v三者方向间的关系 (1)洛伦兹力F的方向特点：F⊥B且F⊥v，即F垂直于B和v所决定的平面。 (2)v与B的方向关系：电荷的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(可以垂直、可以平行、也可以成任意夹角)。 3.洛伦兹力永不做功 由于洛伦兹力的方向始终与电荷的运动方向垂直，故洛伦兹力对运动电荷永不做功，它只改变电荷速度的方向，不改变电荷速度的大小。 核心归纳 例1　下列图中的带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向，其中垂直于纸面指向纸里的是 √ 根据左手定则可以判断，A中的负电荷所受的洛伦兹力方向向下，A错误；B中的负电荷所受的洛伦兹力方向向上，B错误；C中的正电荷所受的洛伦兹力方向垂直于纸面指向纸外，C错误；D中的正电荷所受的洛伦兹力方向垂直于纸面指向纸里，D正确。 电荷所受洛伦兹力的方向的判断提醒 1．对于正电荷，四指应指向电荷的运动方向； 2．对于负电荷，四指应指向电荷运动的反方向。　　 易错提醒 针对练1.(2023•江苏泰州高二联考)如图是磁感应强度B、负电荷运动速度v和磁场对运动电荷的作用力F三者方向的相互关系图，其中不正确的是(B、F和v两两垂直) √ 根据左手定则：磁感线穿入手心，四指指向负电荷运动的反方向，拇指指向洛伦兹力的方向，可知A、B、C正确， D错误。故选D。 针对练2.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的初始运动方向如图所示，则 A．电子将向右偏转，速率不变 B．电子将向左偏转，速率改变 C．电子将向左偏转，速率不变 D．电子将向右偏转，速率改变 √ 由安培定则可判定直线电流右侧磁场的方向垂直纸面向里，根据左手定则可判定电子所受洛伦兹力向右，由于洛伦兹力不做功，故电子动能不变，速率不变，故A正确。 索引 知识点二　洛伦兹力的大小 索引 如图所