1.2 磁场对运动电荷的作用力（第二课时）-【物理优课PPT】2023-2024学年高中物理选择性必修第二册同步PPT（人教版2019）

第二课时 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 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。 1.磁场对运动电荷的作用力 洛伦兹力的方向与粒子的运动方向垂直，当带电粒子在磁场中运动时，因受洛伦力的作用，就会发生偏转； 1.磁场对运动电荷的作用力 显像管电视机就利用了电子束磁偏转原理。 电子束的磁偏转 1.磁场对运动电荷的作用力 显像管电视机的核心部件为显像管。 电子束的磁偏转 （一）显像管的结构 1.磁场对运动电荷的作用力 没有磁场时，电子束打在荧光屏的正中心O点，O点发光。 电子束的磁偏转 （二）显像管中的偏转磁场与电子束的偏转 1.磁场对运动电荷的作用力 电子束的磁偏转 电子束很细，打在荧光屏上只能使一点发光。那么，要利用电子束的打击使整个荧光屏发光，怎么办？这就需要电子束能打到荧光屏的任何地方。要达到这个目的，只能依靠偏转磁场来使电子束偏转了。 关于电子束的偏转，请同学们思考如下几个问题。 1.磁场对运动电荷的作用力 （1）要使电子束所打击的亮点偏离中心，打在荧光屏上的A点，偏转磁场应沿什么方向？  电子束的磁偏转 1.磁场对运动电荷的作用力 （2） 当电子束打在荧光屏上的亮点由B向A移动，需要什么样的偏转磁场？ 电子束的磁偏转 1.磁场对运动电荷的作用力 垂直于屏幕平面向里逐渐减弱至垂直于平面向外逐渐增强的磁场。 电子束的磁偏转 1.磁场对运动电荷的作用力 （3）若要使亮点既水平移动，又竖直移动，需要什么样的偏转磁场？ 需要相互垂直的变化的两个磁场 电子束的磁偏转 1.磁场对运动电荷的作用力 （4）如何形成两个相互垂直变化的磁场？ 电子束的磁偏转 1.磁场对运动电荷的作用力 （4）如何形成两个相互垂直变化的磁场？ 电子束的磁偏转 相互垂直的变化的两个磁场由两个环上的四个线圈中的电流产生。 1.磁场对运动电荷的作用力 （5）电子束打在荧光屏上形成一个小亮点，如何使整 个屏幕点亮？ 电子束的磁偏转 若要使整个屏幕点亮，亮点如图所示的移动，这个过程叫扫描。 1.磁场对运动电荷的作用力 电子束从最上一行到最下一行扫描一遍叫作一场，电视机中的显像管每秒要进行50场扫描，所以，我们感觉整个荧光屏都在发光。 电子束的磁偏转 电子束在荧光屏上扫描 1.磁场对运动电荷的作用力 小结 ①利用磁场可使电子束发生偏转； ②利用一定规律变化的磁场可使电子束完成扫描； ③利用相互垂直的一定规律变化的磁场可使电子束完成全屏扫描； ④因人眼的视觉暂留，电子束的扫描点亮全屏。 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.发现研究未知粒子 未知射线 a b c 2.速度选择器 平行板中电场强度 E 和磁感应强度B互相垂直，这种装置能把具有一定速度的粒子选择出来，所以叫做速度选择器。请思考它能选择出来多大的速度的粒子？ 若 向下偏 不仅选择速度的大小，还选择速度的方向。 若qE=Bqv 粒子将以速度 v 做匀速直线 粒子将以速度 v 做匀速直线 即 若 向上偏 若将粒子从右边射入，粒子还能在速度选择器中做匀速直线运动吗？ 3.磁流体发电机 平行金属板 之间有一个很强的磁场，将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）喷入磁场，电荷在洛伦兹力偏转运动到两金属板，让两金属板带上等量异种电荷，这样两极板间便产生了电势U ， U会不断增大吗？ 等离子束 B v v v v U 当Bqv＝qE 得：U＝Bdv qE Bqv 4.正负电子对撞机 地球的极光是来自地球磁层或太阳的高能带电粒子流（太阳风）使高层大气分子或原子激发（或电离）而产生。 5.极光及极光的形成 极光（Aurora），是在地球南北两极附近地区的高空，夜间出现的灿烂美丽的光辉。在南极被称为南