1.2 磁场对运动电荷的作用力-【物理优课PPT】2023-2024学年高中物理选择性必修第二册同步PPT课件（人教版2019）

第一课时 人教版（2019） 高中物理选择性必修 第二册 第一章：安培力与洛伦兹力 授课老师：运动电荷 温故知新 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作用力的宏观表现，也就是说磁场可能对运动电荷有力的作用。 问题1 磁场对通电导线的作用力的大小和方向？ 大小：F＝BILsinθ 方向：左手定则 问题2 电流是如何形成的？ 由上述的两个问题你能够想到什么？ 教学目标 (1) 通过实验，认识洛伦兹力。能判断洛伦兹力的方向，会计算洛伦兹力的大小。了解洛伦兹力在生产生活中的应用。 (2) 经历由安培力公式推导出洛伦兹力公式的过程，体会模型建构与演绎推理的方法。经历一般情况下洛伦兹力表达式的得出过程，进一步体会矢量分析的方法。 (3) 了解显像管的基本构造及工作的基本原理，认识电子束的磁偏转，体会物理知识与科学技术的关系。 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。 新课引入 观察与思考 从宇宙深处射来的带电粒子为什么只在地球的两极引起极光？ 新课引入 电视机是一种必备的家用电器，电视机显像原理是电子流撞击荧光屏，使之发亮而产生图像，请欣赏电视机显像管结构及显像管原理示意图。 电视机显像管结构 显像管原理示意图 电视机显像管中的电子只是细细的一束，为什么能使整个屏幕发光？ 新课引入 磁场对通电导线有作用力，电流是如何形成的，你有什么启发？ 磁场可能对运动电荷有力的作用。如何用实验验证？ 洛伦兹力大小和方向有什么规律？ 安培力 洛仑兹力 磁场对电流的作用 磁场对运动电荷的作用 因 果 微观原因 宏观表现 磁场对运动电荷的作用力洛伦兹力。 洛伦兹力的本质 安培力是洛伦兹力的宏观体现 洛伦兹力是安培力的微观描述 观察实验——实验现象说明什么问题？ 目录 目录 洛伦兹力的方向 01 洛伦兹力的大小 02 洛伦兹力的实际应用 03 巩固提升 04 1.洛伦兹力的方向 猜想：磁场对电流的作用力实质是磁场对运动电荷的作用力，洛伦兹力的方向可以用左手定则判定。 请你结合以前所学知识，你认为洛伦兹力方向有什么规律？ 如何用实验验证这一猜想？ 1.洛伦兹力的方向 F v F v 1.洛伦兹力的方向 实验现象 实验表明 洛伦兹力的方向可以用左手定则判定。 1.洛伦兹力的方向 磁场对通电导线有作用力，而带电粒子的定向运动形成电流，那么，磁场对运动电荷有作用力吗？ 定义：运动电荷在磁场中受到的磁场力叫洛伦兹力 1.洛伦兹力的方向 请问洛伦兹力的方向有何特点？ 通电导线在磁场中受到的安培力，实际上是洛伦兹力的宏观表现。 安培力方向既垂直于磁场方向，也垂直于电流方向；满足左手定则。 1.洛伦兹力的方向 运动电荷在磁场中受到的洛伦兹力的方向，与运动方向与磁感应强度方向都垂直。 判断洛伦兹力的方向 1.洛伦兹力的方向 左手定则：磁感线穿掌心，四指指向电流的方向，大拇指所指的方向就是安培力的方向。 判断安培力的方向 判断洛伦兹力的方向 正电荷定向移动的方向 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；让磁感线从掌心垂直进入，并使四指指向正电荷运动的方向（负电荷运动的反方向），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。 负电荷所受洛伦兹力的方向与正电荷受力方向相反 磁感线——从手心穿入 1.洛伦兹力的方向 洛伦兹力的方向既跟磁场方向垂直F⊥B，又跟电方荷的运动方向垂直F⊥v，故洛伦兹力的方向总是垂直于磁感线和运动电荷所在的平面，即：F洛⊥Bv决定的平面。 伸开左手： v F v F 所受洛伦兹力的方向 大拇指 四指 ①指向正电荷的运动方向 ②指向负电荷运动的反向 1.洛伦兹力的方向 洛伦兹力 F 与 v、B 三者之间的方向关系 F 既与B 垂直又与v 垂直，即垂直于B 和 v 所确定的平面，但 B 与 v 不一定垂直 洛伦兹力对电荷不做功，只改变粒子速度的方向，不改变粒子速度的大小。 B v F洛 B v F洛 洛伦兹力对物体的运动能起到什么作用？ 1.洛伦兹力的方向 1.洛伦兹力的方向 速度与磁场垂直时 1.洛伦兹力的方向 当粒子进入磁场的方向不垂直磁场方向时，粒子所受的洛伦兹力的方向 1.洛伦兹力的方向 若运动的电荷为负电荷，其受力方向如何判定？ 依旧用左手定则判定。只是在使用左手定则时，四指的指向不是负电荷