1、一、安培力一、安培力1概念：概念：通電導體在磁場中受到的力稱為通電導體在磁場中受到的力稱為安碚力安碚力F2大?。捍笮。篎=BIL3方向：方向：左手定則確定。左手定則確定。FB，F I，F垂直垂直I、B所在平面。所在平面。二、磁感應強度二、磁感應強度1公式：公式：2物理意義：物理意義：反映了磁場的強弱反映了磁場的強弱3單位：單位：特斯拉，簡稱特，國際符號是特斯拉，簡稱特，國際符號是T 4方向：方向：與該處磁場方向同與該處磁場方向同三、電動機三、電動機知識回顧知識回顧導入新課如圖所示，如圖所示，ABAB導體桿的兩端用細線懸掛于導體桿的兩端用細線懸掛于豎直向下的勻強磁場中。豎直向下的勻強磁場中。開關

2、斷開時導線桿開關斷開時導線桿處于什么狀態？開關閉處于什么狀態？開關閉合時和開關斷開時，有合時和開關斷開時，有什么本質的區別？什么本質的區別？開關閉合后，開關閉合后，AB中有電流。中有電流。電流的本質電流的本質是定向移動的電荷。是定向移動的電荷。是不是運動電荷在磁場中會受到磁是不是運動電荷在磁場中會受到磁場力的作用，安培力是大量運動電荷所場力的作用，安培力是大量運動電荷所受到的磁場力的宏觀體現呢？受到的磁場力的宏觀體現呢？在示波器、電視機、在示波器、電視機、X X射線機、電子顯微射線機、電子顯微鏡等儀器中，都有一個鏡等儀器中，都有一個真空玻璃管真空玻璃管。在這個。在這個玻璃管內，玻璃管內，電子束

3、電子束由陰極出發，穿過真空到由陰極出發，穿過真空到達陽極，實際上也是一種電流。達陽極，實際上也是一種電流。教學目標知識與能力知識與能力1 1知道什么是洛侖茲力。知道影響洛侖知道什么是洛侖茲力。知道影響洛侖茲力方向的因素。茲力方向的因素。2 2會用左手定則解答有關帶電粒子在磁會用左手定則解答有關帶電粒子在磁場中運動方向的問題。場中運動方向的問題。3 3了解電子束的磁偏轉原理及其在技術了解電子束的磁偏轉原理及其在技術中的應用。中的應用。4 4了解顯像管的工作原理。了解顯像管的工作原理。過程與方法過程與方法由通過電流所受安培力推導出帶電粒子由通過電流所受安培力推導出帶電粒子受磁場作用的洛倫茲力的過程

4、，培養學生的受磁場作用的洛倫茲力的過程，培養學生的遷移能力。遷移能力。情感態度與價值觀情感態度與價值觀通過本節教學，培養學生進行通過本節教學，培養學生進行“推理推理假設假設實驗驗證實驗驗證”的科學研究的方法論的科學研究的方法論教育。教育。教學重難點重點重點1洛倫茲力的表示方法及大小。洛倫茲力的表示方法及大小。2判斷洛倫磁力方向。判斷洛倫磁力方向。3電子束的磁偏轉。電子束的磁偏轉。難點難點1洛倫茲力的大小及方向。洛倫茲力的大小及方向。2電子束磁偏轉。電子束磁偏轉。本章導航一洛倫茲力一洛倫茲力二洛倫茲力的方向二洛倫茲力的方向三、電子束的磁偏轉三、電子束的磁偏轉四、顯像管的工作原理四、顯像管的工作原

5、理一洛倫茲力一洛倫茲力演示演示1磁場對電荷有安培力作用，那么磁場對運磁場對電荷有安培力作用，那么磁場對運動電荷是否有力的作用呢？讓我們通過下面的動電荷是否有力的作用呢？讓我們通過下面的實驗來驗證實驗來驗證1實驗儀器：實驗儀器：在真空玻璃管內安裝一在真空玻璃管內安裝一個陰極、一個陽極，高壓電個陰極、一個陽極，高壓電源、磁鐵。源、磁鐵。演示演示(插入視頻插入視頻)電子束在磁場中的偏轉電子束在磁場中的偏轉2實驗原理：實驗原理：電子束在兩極之間的電場力電子束在兩極之間的電場力的作用下從陰極出發，穿過真空到達陽極，形成的作用下從陰極出發，穿過真空到達陽極，形成一種電流，電流作用在熒光物質上產生熒光。一種

6、電流，電流作用在熒光物質上產生熒光。3實驗步驟：實驗步驟：（1）沒有磁場時，觀察電于束的徑跡；）沒有磁場時，觀察電于束的徑跡；（2）把電子射線管放在蹄形磁長的兩極之間，）把電子射線管放在蹄形磁長的兩極之間，觀察電子束的徑跡；觀察電子束的徑跡；（3）調換磁鐵）調換磁鐵N、S極的位置極的位置 ，再次觀察電，再次觀察電子束的徑跡；子束的徑跡； 4實驗結果：實驗結果：磁場對運動的電荷有力的作磁場對運動的電荷有力的作用，保持電子的運動方向不變，改變磁場的方向，用，保持電子的運動方向不變，改變磁場的方向，受力的方向也改變。受力的方向也改變。5定義：定義：荷蘭物理荷蘭物理學家洛倫茲首先提出，磁場學家洛倫茲首

7、先提出，磁場對運動電荷有力的作用。為對運動電荷有力的作用。為了紀念他，人們稱這種力為了紀念他，人們稱這種力為洛倫茲力。洛倫茲力。6洛倫茲力與安培洛倫茲力與安培力的關系：力的關系：作用在通電導體上的安作用在通電導體上的安培力是磁場對運動電荷洛倫培力是磁場對運動電荷洛倫茲力的宏觀表現。茲力的宏觀表現。 洛倫茲力是安培力的微洛倫茲力是安培力的微觀本質。觀本質。洛倫茲，荷蘭物理學洛倫茲，荷蘭物理學家，家，1902年諾貝爾物年諾貝爾物理學獎的獲得者理學獎的獲得者7比較電場和磁場對電荷的作用力比較電場和磁場對電荷的作用力電場力電場力洛倫茲力洛倫茲力產生產生 電場對運動電荷、電場對運動電荷、靜止電荷都有電場

8、靜止電荷都有電場力的作用力的作用磁場只對運動電荷才有磁場只對運動電荷才有磁場力的作用磁場力的作用受力受力 電荷在電場中電荷在電場中一定一定受電場力的作用受電場力的作用運動電荷在磁場中運動電荷在磁場中不一不一定定受洛倫茲力的作用受洛倫茲力的作用大小大小 F=qE洛倫茲力的大小洛倫茲力的大小F=qvB不要求不要求方向方向 與電場方向與電場方向平行平行與磁場方向與磁場方向垂直垂直做功做功 不一定不一定做功做功一定不一定不做功做功二洛倫茲力的方向二洛倫茲力的方向既然洛侖茲力和安培力之間是微觀和宏觀既然洛侖茲力和安培力之間是微觀和宏觀的關系，那么能夠根據安培力方向的判斷方法的關系，那么能夠根據安培力方向

9、的判斷方法來總結洛侖茲力方向的判斷方法呢？來總結洛侖茲力方向的判斷方法呢？左手定則判斷安培力方向，大量定向移動電左手定則判斷安培力方向，大量定向移動電荷所受洛倫茲力宏觀表現為安培力，因此，可以荷所受洛倫茲力宏觀表現為安培力，因此，可以用左手定則判定洛倫茲力的方向。用左手定則判定洛倫茲力的方向。1若運動電荷是正電荷，則可以這樣若運動電荷是正電荷，則可以這樣表示：表示：伸開左手，使拇指跟其余四指垂直，并伸開左手，使拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在同一個平面內，讓磁感線穿入手心，且都跟手掌在同一個平面內，讓磁感線穿入手心，并使四指指向正電荷的運動方向，那么，拇指所并使四指指向正電荷的運動方向，那么

10、，拇指所指的方向就是通電導線所受安培力的方向。指的方向就是通電導線所受安培力的方向。2若運動電荷是負電荷，則可以這樣若運動電荷是負電荷，則可以這樣表示：表示：伸開左手，使拇指跟其余四指垂直，并伸開左手，使拇指跟其余四指垂直，并且都跟手掌在同一個平面內，讓磁感線穿入手心，且都跟手掌在同一個平面內，讓磁感線穿入手心，并使四指指向負電荷的運動方向的反方向，那么，并使四指指向負電荷的運動方向的反方向，那么，拇指所指的方向就是通電導線所受安培力的方向。拇指所指的方向就是通電導線所受安培力的方向。 3洛侖茲力的方向洛侖茲力的方向的判定：的判定：伸開左手，使大伸開左手，使大拇指跟其余四個手指垂直且拇指跟其余

11、四個手指垂直且處于同一平面內，把手放入處于同一平面內，把手放入磁場中，讓磁感線垂直穿過磁場中，讓磁感線垂直穿過手心，四指指向手心，四指指向正電荷正電荷運動運動的方向，那么大拇指所指的的方向，那么大拇指所指的方向就是運動電荷所受的洛方向就是運動電荷所受的洛倫茲力方向。倫茲力方向。 左手定則左手定則對于正電荷四指指向電荷的運動方向。對于正電荷四指指向電荷的運動方向。對于負電荷四指指向電荷運動的反方向。對于負電荷四指指向電荷運動的反方向。（1）判定圖中導線受到）判定圖中導線受到的安培力方向？（的安培力方向？（向下向下）（2）電流方向與電荷運）電流方向與電荷運動方向的關系？（動方向的關系？（正電荷運動

12、正電荷運動方向與一致，負電荷運動方方向與一致，負電荷運動方向與相反向與相反）（3）安培力的方向與洛）安培力的方向與洛侖茲力方向的關系？（侖茲力方向的關系？（一致一致）4洛倫茲力的特點：洛倫茲力的特點：（1）洛倫茲力的方向垂直于）洛倫茲力的方向垂直于v和和B二者所決二者所決定的平面。定的平面。fv fB（2）洛倫茲力總是跟運動的電荷的速度方）洛倫茲力總是跟運動的電荷的速度方向垂直，所以洛倫茲力只能改變運動電荷的速度向垂直，所以洛倫茲力只能改變運動電荷的速度方向，而不改變速度的大小。方向，而不改變速度的大小。（3）洛倫茲力對帶電粒子始終不做功。）洛倫茲力對帶電粒子始終不做功。三電子束的磁偏轉三電子

13、束的磁偏轉概念：概念：下圖中所示的實驗裝置叫做下圖中所示的實驗裝置叫做洛倫洛倫茲力演示儀茲力演示儀，可以演示洛倫茲力的大小和方向。，可以演示洛倫茲力的大小和方向。它由一個球形電子射線管和一組線圈組成。通它由一個球形電子射線管和一組線圈組成。通過改變電子槍兩極間的電壓可以改變電子的速過改變電子槍兩極間的電壓可以改變電子的速度；通過改變線圈中電流的強弱可以改變磁感度；通過改變線圈中電流的強弱可以改變磁感應強度的大小。應強度的大小。 沒有磁場時電子束沒有磁場時電子束沿直線運動沿直線運動施加垂直于紙面的施加垂直于紙面的磁場后，電子束沒磁場后，電子束沒圓軌道運動圓軌道運動演示演示2 通過洛倫茲力演示儀探

14、究洛倫茲力的方通過洛倫茲力演示儀探究洛倫茲力的方向和大?。合蚝痛笮。簩嶒炦^程實驗過程1：接通射線管，不給線圈通電。接通射線管，不給線圈通電。實驗現象實驗現象1：電子束沿直線運動。電子束沿直線運動。實驗過程實驗過程2：接通射線管，并且給線圈通電。接通射線管，并且給線圈通電。實驗現象實驗現象2：電子束沿曲線運動。電子束沿曲線運動。實驗過程實驗過程3：保持電子射線管的電壓不變，保持電子射線管的電壓不變，改變線圈的電流。改變線圈的電流。實驗現象實驗現象3：電子束沿曲線運動的半徑發生電子束沿曲線運動的半徑發生變化。變化。實驗過程實驗過程4：保持線圈的電流不變，改變電保持線圈的電流不變，改變電子射線管的電

15、壓。子射線管的電壓。實驗現象實驗現象4：電子束沿曲線運動的半徑發生電子束沿曲線運動的半徑發生變化。變化。 綜上所述：綜上所述：磁場的強弱和電子的速度都能磁場的強弱和電子的速度都能影響圓的半徑。影響圓的半徑。四顯像管的工作原理四顯像管的工作原理 電視機顯像管也用到了電子束磁偏轉的電視機顯像管也用到了電子束磁偏轉的原理。原理。顯像管中有一個陰極，工作時它能發射顯像管中有一個陰極，工作時它能發射電子，熒光屏被電子束撞擊就能發光。可是，電子，熒光屏被電子束撞擊就能發光?？墒牵芗毜囊皇娮哟蛟跓晒馄辽现荒苁挂粋€點很細的一束電子打在熒光屏上只能使一個點發光，而實際上要使整個熒光屏發光，這就發光，而實際上

16、要使整個熒光屏發光，這就要靠磁場使電子束偏轉了。要靠磁場使電子束偏轉了。電子束打在熒光屏上會發光，但是，很細電子束打在熒光屏上會發光，但是，很細的一束電子打在熒光屏上只能使一個點發光，的一束電子打在熒光屏上只能使一個點發光，如圖所示，在不加電場的情況下，電子束直接如圖所示，在不加電場的情況下，電子束直接打在點。打在點。想一想想一想 1要使電子束在水平方向偏離中心，打在要使電子束在水平方向偏離中心，打在熒光屏上的熒光屏上的A點，偏轉磁場應該沿什么方向？點，偏轉磁場應該沿什么方向？應用左手定則，應該垂直打在紙面向上。應用左手定則，應該垂直打在紙面向上。 2要使電子束在水平方向偏離中心，打在要使電子

17、束在水平方向偏離中心，打在熒光屏上的熒光屏上的B點，偏轉磁場應該沿什么方向？點，偏轉磁場應該沿什么方向？應用左手定則，應該垂直打在紙面向下。應用左手定則，應該垂直打在紙面向下。 3如果要使電子束打在熒光屏上的位置由如果要使電子束打在熒光屏上的位置由B點逐漸向點逐漸向A點移動，偏轉磁場應該怎樣變化？點移動，偏轉磁場應該怎樣變化？由垂直直面向下逐漸減小，然后變成垂直紙面由垂直直面向下逐漸減小，然后變成垂直紙面向上逐漸增大。向上逐漸增大。掃描：掃描：實際上，在偏轉區的水平方向和豎直實際上，在偏轉區的水平方向和豎直方向都加有偏轉磁場，其方向、強弱都在不斷變方向都加有偏轉磁場，其方向、強弱都在不斷變化，

18、水平方向的磁場是電子上下移動，豎直方向化，水平方向的磁場是電子上下移動，豎直方向的磁場使電子左右移動，這樣電子束打在熒光屏的磁場使電子左右移動，這樣電子束打在熒光屏上的光點就能夠布滿整個區域，這種電視技術就上的光點就能夠布滿整個區域，這種電視技術就稱之為稱之為掃描。掃描。電子束從最上一行到最下一行掃描一電子束從最上一行到最下一行掃描一遍叫遍叫一場一場，電視機中每秒要進行，電視機中每秒要進行50場掃描場掃描，所以我們感到整個熒光屏都在發光。所以我們感到整個熒光屏都在發光。電子束在熒光屏電子束在熒光屏上沿水平方向掃描一上沿水平方向掃描一行之后，向下移動少行之后，向下移動少許，再做下一次行掃許，再做

19、下一次行掃描，直到熒光屏的下描，直到熒光屏的下端。端。偏轉線圈：偏轉線圈：使電子束偏轉的磁場是由兩使電子束偏轉的磁場是由兩對線圈產生的，叫做偏轉線圈。偏轉線圈通對線圈產生的，叫做偏轉線圈。偏轉線圈通常做成馬鞍型。常做成馬鞍型。偏轉線圈偏轉線圈課堂小結一、洛侖茲力一、洛侖茲力1洛侖茲力：磁場對運動電荷力的作用洛侖茲力：磁場對運動電荷力的作用2洛侖茲力和安培力是微觀和宏觀的關系洛侖茲力和安培力是微觀和宏觀的關系二、洛侖茲力的方向二、洛侖茲力的方向左手定則左手定則三、電子束的磁偏轉三、電子束的磁偏轉磁場的強弱和電子的速度都能影響圓的半徑磁場的強弱和電子的速度都能影響圓的半徑四、顯像管的工作原理四、顯

20、像管的工作原理磁場對運動電荷的偏轉作用磁場對運動電荷的偏轉作用高考鏈接1在磁感應強度在磁感應強度B的勻強磁場中，垂直的勻強磁場中，垂直于磁場放入一段通電導線。若任意時刻該導于磁場放入一段通電導線。若任意時刻該導線中有線中有N個以速度個以速度v做定向移動的電荷，每個做定向移動的電荷，每個電荷的電量為電荷的電量為q。則每個電荷所受的洛倫茲力。則每個電荷所受的洛倫茲力f_，該段導線所受的安培力為，該段導線所受的安培力為F_。qvbNqvb2帶電粒子的荷質比帶電粒子的荷質比q/m是一個重要是一個重要的物理量。某中學物理興趣小組設計了一的物理量。某中學物理興趣小組設計了一個實驗，探究電場和磁場對電子運動

21、軌跡個實驗，探究電場和磁場對電子運動軌跡的影響，以求得電子的荷質比，實驗裝置的影響，以求得電子的荷質比，實驗裝置如圖如圖13所示。所示。 （1）他們的主要實驗步驟如下：）他們的主要實驗步驟如下：A首先在兩極板首先在兩極板M1M2之間不加任何電場、磁之間不加任何電場、磁場，開啟陰極射線管電源，發射的電子從兩極板中場，開啟陰極射線管電源，發射的電子從兩極板中央通過，在熒幕的正中心處觀察到一個亮點；央通過，在熒幕的正中心處觀察到一個亮點；B在在M1M2兩極板間加合適的電場：加極性如兩極板間加合適的電場：加極性如圖圖13所示的電壓，并逐步調節增大，使熒幕上的亮所示的電壓，并逐步調節增大，使熒幕上的亮點

22、逐漸向熒幕下方偏移，直到熒幕上恰好看不見亮點逐漸向熒幕下方偏移，直到熒幕上恰好看不見亮點為止，記下此時外加電壓為點為止，記下此時外加電壓為U。請問本步驟目的。請問本步驟目的是什么？是什么？C保持步驟保持步驟B中的電壓中的電壓U不變，對不變，對M1M2區域區域加一個大小、方向合適的磁場加一個大小、方向合適的磁場B，使熒幕正中心重，使熒幕正中心重現亮點，試問外加磁場的方向如何？現亮點，試問外加磁場的方向如何？（2）根據上述實驗步驟，同學們正確推）根據上述實驗步驟，同學們正確推算處電子的荷質比與外加電場、磁場及其他相算處電子的荷質比與外加電場、磁場及其他相關量的關系為關量的關系為Q/m=U/B2d2

23、。一位同學說，這表。一位同學說，這表明電子的荷質比將由外加電壓決定，外加電壓明電子的荷質比將由外加電壓決定，外加電壓越大則電子的荷質比越大，你認為他的說法正越大則電子的荷質比越大，你認為他的說法正確嗎？為什么？確嗎？為什么？ 答：答：（1）B使電子剛好落在正極板的近熒使電子剛好落在正極板的近熒光屏端邊緣，利用已知量表達光屏端邊緣，利用已知量表達q/m。C垂直電場垂直電場方向向外方向向外(垂直紙面向外垂直紙面向外)。（2）說法不正確，電子的荷質比是電子的固）說法不正確，電子的荷質比是電子的固有參數。有參數。a3一平行板電容器中存在勻強電場，電一平行板電容器中存在勻強電場，電場沿豎直方向。兩個比荷

24、（即粒子的電荷量與場沿豎直方向。兩個比荷（即粒子的電荷量與質量之比）不同的帶正電的粒子質量之比）不同的帶正電的粒子a和和b，從電容，從電容器的器的P點（如圖）以相同的水平速度射入兩平點（如圖）以相同的水平速度射入兩平行板之間。測得行板之間。測得a和和b與電容極板的撞擊點到入與電容極板的撞擊點到入射點之間的水平距離之比為射點之間的水平距離之比為1:2。若不計重力，。若不計重力，則則a和和b的比荷之比是（的比荷之比是（ ）A1:2 B1:8 C2:1 D4:1 PD課堂練習 來自宇宙的質子流，以與地球表面垂直的來自宇宙的質子流，以與地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一點，則這些質子在進方向射向赤道

25、上空的某一點，則這些質子在進入地球周圍的空間時，將（）入地球周圍的空間時，將（） A豎直向下沿直線射向地面豎直向下沿直線射向地面 B相對于預定地面向東偏轉相對于預定地面向東偏轉 C相對于預定點稍向西偏轉相對于預定點稍向西偏轉 D相對于預定點稍向北偏轉相對于預定點稍向北偏轉 -q-qv v甲甲f f- -q qv v丙丙f垂直紙面向里垂直紙面向里+ +q qv v乙乙f f+q+qv v丁丁f垂直紙面向外垂直紙面向外 判斷下列粒子剛進入磁判斷下列粒子剛進入磁場時所受的洛倫茲力的方向。場時所受的洛倫茲力的方向。ffff(垂直紙面向外垂直紙面向外)(垂直紙面向外垂直紙面向外) 試判斷下圖中所示的帶電的運動粒子在試判斷下圖中所示的帶電的運動粒子在磁場中所受的洛倫茲力的方向。磁場中所受