2017高中物理磁场磁吃运动电荷的作用磁性材料新人教版.pptx

1.洛伦兹力是磁场对运动电荷洛伦兹力是磁场对运动电荷 的作用力，在宏观上表现为的作用力，在宏观上表现为 导线受到了安培力，安培力导线受到了安培力，安培力 的方向用左手定则判断。的方向用左手定则判断。2电子束在磁场中沿圆轨道运电子束在磁场中沿圆轨道运 动，磁场强弱和电子的速度都动，磁场强弱和电子的速度都 能影响圆的半径。电视机显像能影响圆的半径。电视机显像 管使用了电子束磁偏转的原理，管使用了电子束磁偏转的原理，显像管中有一个阴极，工作时发显像管中有一个阴极，工作时发 出电子，荧光屏被电子束撞击发出电子，荧光屏被电子束撞击发 光。光。3含铁物体与磁体接触后显示含铁物体与磁体接触后显示 磁性的现象叫磁化，原来有磁性的现象叫磁化，原来有 磁性的物体经高温、剧烈震磁性的物体经高温、剧烈震 动或逐渐减弱的交变磁场作动或逐渐减弱的交变磁场作 用失去磁性的现象叫退磁。用失去磁性的现象叫退磁。4磁性材料包括硬磁性材料和软磁性材料包括硬磁性材料和软 磁性材料，磁性材料的应用很磁性材料，磁性材料的应用很 广泛，可用磁卡、磁带记录信息。广泛，可用磁卡、磁带记录信息。自学教材自学教材 1电子束在磁场中的偏转电子束在磁场中的偏转 在真空玻璃管内安装一个阴极、一个阳极，电子束在在真空玻璃管内安装一个阴极、一个阳极，电子束在两极之间的电场力的作用下从两极之间的电场力的作用下从 飞向飞向 ，加上磁场，加上磁场后，电子束发生偏转。后，电子束发生偏转。阴极阴极阳极阳极图图241 2洛伦兹力洛伦兹力 定义：磁场对定义：磁场对 的作用力。的作用力。3洛伦兹力的方向洛伦兹力的方向 (1)带电粒子在运动时受到洛伦兹力，在宏观上表现为带电粒子在运动时受到洛伦兹力，在宏观上表现为导线受到了导线受到了 。(2)判断洛伦兹力的方向时使用左手定则。判断洛伦兹力的方向时使用左手定则。运动电荷运动电荷安培力安培力 重点诠释重点诠释 1洛伦兹力的理解洛伦兹力的理解 (1)静止电荷在磁场中不受洛伦兹力作用。静止电荷在磁场中不受洛伦兹力作用。(2)当运动电荷运动方向与磁场方向平行时，洛伦兹力当运动电荷运动方向与磁场方向平行时，洛伦兹力为零。为零。(3)当运动电荷运动方向与磁场方向垂直时，电荷所受当运动电荷运动方向与磁场方向垂直时，电荷所受洛伦兹力最大，洛伦兹力最大，F洛洛Bvq。2洛伦兹力方向的判断及注意事项洛伦兹力方向的判断及注意事项 左手定则：伸开左手，使拇指跟其余四指垂直，且处左手定则：伸开左手，使拇指跟其余四指垂直，且处于同一平面内，让磁感线垂直穿入手心，四指指向正电荷于同一平面内，让磁感线垂直穿入手心，四指指向正电荷运动的方向运动的方向(若是负电荷，则四指指向负电荷运动的反方向若是负电荷，则四指指向负电荷运动的反方向)，则拇指所指的方向就是洛伦兹力的方向。，则拇指所指的方向就是洛伦兹力的方向。(1)电荷有正、负之分，故四指应指向正电荷运动的方电荷有正、负之分，故四指应指向正电荷运动的方向或负电荷运动的反方向。向或负电荷运动的反方向。(2)当电荷运动方向与磁场方向垂直时，由左手定则可当电荷运动方向与磁场方向垂直时，由左手定则可知，洛伦兹力知，洛伦兹力F的方向既与磁场的方向既与磁场B的方向垂直，又与电荷的的方向垂直，又与电荷的运动方向垂直，即力运动方向垂直，即力F垂直于垂直于v与与B所决定的平面。所决定的平面。1关于洛伦兹力的方向的判定，以下说法正确的是关于洛伦兹力的方向的判定，以下说法正确的是()A用左手定则判定洛伦兹力的方向时，用左手定则判定洛伦兹力的方向时，“四指指向四指指向”与与 电荷定向运动的方向相同电荷定向运动的方向相同B用左手定则判定洛伦兹力的方向时，用左手定则判定洛伦兹力的方向时，“四指指向四指指向”与与 电荷运动形成等效电流方向相同电荷运动形成等效电流方向相同C正电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向即是该处磁场方向正电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向即是该处磁场方向D若将在磁场中的运动电荷若将在磁场中的运动电荷q换为换为q且速度方向反向，且速度方向反向，则洛伦兹力方向不变则洛伦兹力方向不变解析：解析：运用左手定则时，运用左手定则时，“四指指向四指指向”应沿电荷定向移动形应沿电荷定向移动形成的等效电流方向，而不一定沿电荷定向移动方向，因为成的等效电流方向，而不一定沿电荷定向移动方向，因为负电荷定向移动形成电流的方向与其运动方向反向。通过负电荷定向移动形成电流的方向与其运动方向反向。通过左手定则所确定的洛伦兹力与磁场之间关系可知：两者方左手定则所确定的洛伦兹力与磁场之间关系可知：两者方向相互垂直，而不是相互平行。向相互垂直，而不是相互平行。答案：答案：BD 自学教材自学教材 1洛伦兹力演示仪洛伦兹力演示仪 (1)主要构造：它由一个球形电子射线管和一组主要构造：它由一个球形电子射线管和一组 组成。组成。(2)用途：可以演示洛伦兹力的用途：可以演示洛伦兹力的 和和 。线圈线圈方向方向大小大小 2电子束的磁偏转电子束的磁偏转 通过演示仪中可以观察到，没有磁场时，电子束是直通过演示仪中可以观察到，没有磁场时，电子束是直进的，外加磁场以后，电子束的轨迹变成进的，外加磁场以后，电子束的轨迹变成 ，磁场的，磁场的强弱和电子的速度都能影响圆的强弱和电子的速度都能影响圆的 。圆形圆形半径半径 3显像管的工作原理显像管的工作原理 (1)电视机显像管也用到了电视机显像管也用到了 的原理。的原理。(2)显像管中有一个阴极，工作时它能发射显像管中有一个阴极，工作时它能发射 ，荧，荧光屏被电子束撞击就能发光。很细的一束电子打在荧光屏光屏被电子束撞击就能发光。很细的一束电子打在荧光屏上只能使一个点发光，而实际上要使整个荧光屏发光，就上只能使一个点发光，而实际上要使整个荧光屏发光，就要靠磁场来使电子束偏转了。要靠磁场来使电子束偏转了。电子束磁偏转电子束磁偏转电子电子 (3)扫描：扫描：偏转线圈在水平方向和竖直方向都加有偏转磁场，其偏转线圈在水平方向和竖直方向都加有偏转磁场，其方向、强弱都在不断变化，因此电子束打在荧光屏上的光方向、强弱都在不断变化，因此电子束打在荧光屏上的光点就不断移动，这在电视技术中叫做扫描。点就不断移动，这在电视技术中叫做扫描。电子束从最上一行到最下一行扫描一遍叫做一场。电电子束从最上一行到最下一行扫描一遍叫做一场。电视机中每秒要进行视机中每秒要进行50场扫描。场扫描。重点诠释重点诠释 显像管的工作原理显像管的工作原理 (1)磁偏转：磁偏转：借助磁场的作用，使电子束借助磁场的作用，使电子束(或其他的运动电荷或其他的运动电荷)改变改变运动方向的现象，称为磁偏转。运动方向的现象，称为磁偏转。(2)工作原理：工作原理：图图242 显像管原理示意图如图显像管原理示意图如图242所示，显像管的最前端所示，显像管的最前端为荧光屏，最后端是电子枪，管颈处是两个偏转线圈。当偏为荧光屏，最后端是电子枪，管颈处是两个偏转线圈。当偏转线圈未加磁场时，电子枪发出的电子束将轰击在荧光屏的转线圈未加磁场时，电子枪发出的电子束将轰击在荧光屏的中心，荧光屏的中心就出现一个亮点。当显像管接收到影像中心，荧光屏的中心就出现一个亮点。当显像管接收到影像信号时，磁偏转装置就会产生一个变化的磁场，使电子束从信号时，磁偏转装置就会产生一个变化的磁场，使电子束从荧光屏左上角开始向右扫描出一条水平线，之后再扫描下面荧光屏左上角开始向右扫描出一条水平线，之后再扫描下面一条线。如此高频率地反复扫描，并利用人眼的视觉暂留效一条线。如此高频率地反复扫描，并利用人眼的视觉暂留效应，使荧光屏上的亮点构成我们看到的影像。应，使荧光屏上的亮点构成我们看到的影像。2.如图如图243所示，阴极射线管发出的所示，阴极射线管发出的电子束在阳极和阴极间强电场的作用电子束在阳极和阴极间强电场的作用下沿直线运动，如果在射线管所在区域内加上垂直纸下沿直线运动，如果在射线管所在区域内加上垂直纸面向里的匀强磁场，则电子束的偏转方向为面向里的匀强磁场，则电子束的偏转方向为 ()A向上偏转向上偏转B向下偏转向下偏转C垂直纸面向里偏转垂直纸面向里偏转 D垂直纸面向外偏转垂直纸面向外偏转图图243解析：解析：带电粒子所受洛伦兹力的方向决定电子束的偏转方带电粒子所受洛伦兹力的方向决定电子束的偏转方向，可用左手定则判定，但在运用左手定则判定洛伦兹力向，可用左手定则判定，但在运用左手定则判定洛伦兹力方向时，磁场垂直穿过手心，四指应指向电子运动的反方方向时，磁场垂直穿过手心，四指应指向电子运动的反方向，则大拇指所指的方向即为洛伦兹力的方向，方向为竖向，则大拇指所指的方向即为洛伦兹力的方向，方向为竖直向下，故电子束向下偏转，选项直向下，故电子束向下偏转，选项B正确。正确。答案：答案：B 自学教材自学教材 1.磁化磁化 与磁体接触后就会显示出与磁体接触后就会显示出 ，这种现象叫做磁化。，这种现象叫做磁化。2退磁退磁 原来有磁性的物体，经过高温、剧烈震动或者逐渐减弱原来有磁性的物体，经过高温、剧烈震动或者逐渐减弱的交变磁场的作用，就会的交变磁场的作用，就会 磁性，这种现象叫做退磁。磁性，这种现象叫做退磁。磁性磁性失去失去 3磁畴磁畴 铁磁性物质本身由很多已经磁化的铁磁性物质本身由很多已经磁化的 组成的，组成的，这些磁化的小区域叫做这些磁化的小区域叫做“磁畴磁畴”，磁畴的大小约，磁畴的大小约 。小区域小区域104107 m 4磁性材料磁性材料 (1)铁磁性物质：铁、钴、镍以及它们的合金还有一铁磁性物质：铁、钴、镍以及它们的合金还有一些氧化物，磁化后的些氧化物，磁化后的 比其他物质强得多，这些物质比其他物质强得多，这些物质叫做铁磁性物质，也叫强磁性物质。叫做铁磁性物质，也叫强磁性物质。磁性磁性 (2)硬磁性材料：硬磁性材料：有些铁磁性材料，在外磁场撤去以后，各磁畴的方向有些铁磁性材料，在外磁场撤去以后，各磁畴的方向仍能很好地保持一致，物体具有很强的剩磁，这样的材料仍能很好地保持一致，物体具有很强的剩磁，这样的材料叫做硬磁性材料。叫做硬磁性材料。(3)软磁性材料：软磁性材料：有些铁磁性材料，在外磁场撤去以后，磁畴的磁化方有些铁磁性材料，在外磁场撤去以后，磁畴的磁化方向又变得杂乱，物体没有明显的剩磁，这样的材料叫做软向又变得杂乱，物体没有明显的剩磁，这样的材料叫做软磁性材料。磁性材料。(4)应用：永磁体应用：永磁体(硬磁性材料硬磁性材料)、电磁铁、电磁铁(软磁性材料软磁性材料)。5磁记录磁记录 银行、邮政等发行的磁卡，其背面的银行、邮政等发行的磁卡，其背面的 里记录着里记录着持卡人的账号等信息。录音机和录像机上用的磁带、电子持卡人的账号等信息。录音机和录像机上用的磁带、电子计算机用的磁盘，都含有磁记录用的计算机用的磁盘，都含有磁记录用的 。磁条磁条磁性材料磁性材料3下列元件中，哪些是由硬磁性材料制造的下列元件中，哪些是由硬磁性材料制造的 ()A录音机的磁头录音机的磁头 B扬声器中的磁铁扬声器中的磁铁C电磁铁中的铁芯电磁铁中的铁芯 D储蓄用的信用卡储蓄用的信用卡解析：解析：在外磁场撤去以后，各磁畴的方向仍很好地保持一在外磁场撤去以后，各磁畴的方向仍很好地保持一致，物体具有很强的剩磁，这样的材料叫做硬磁性材料。致，物体具有很强的剩磁，这样的材料叫做硬磁性材料。录音机内的磁头、电磁铁中的铁芯等要求外界有电流时，录音机内的磁头、电磁铁中的铁芯等要求外界有电流时，内部有磁场，等电流撤去后，磁性也随之消失，所以不是内部有磁场，等电流撤去后，磁性也随之消失，所以不是硬磁性材料，故硬磁性材料，故A、C错。储蓄用的信用卡是根据磁记录原错。储蓄用的信用卡是根据磁记录原理工作的，很容易被磁化和消磁，也不是硬磁性材料制成理工作的，很容易被磁化和消磁，也不是硬磁性材料制成的，故的，故D错误；而扬声器中的磁铁，在没有电流时仍然保错误；而扬声器中的磁铁，在没有电流时仍然保持原有的磁性，所以是硬磁性材料，应选持原有的磁性，所以是硬磁性材料，应选B。答案：答案：B 例例1试判断图试判断图244所示中各图中带电粒子所受所示中各图中带电粒子所受洛伦兹力的方向或粒子的带电性。洛伦兹力的方向或粒子的带电性。图图244 思路点拨思路点拨结合运动电荷速度方向与洛伦兹力方向结合运动电荷速度方向与洛伦兹力方向的关系利用左手定则判断。的关系利用左手定则判断。解析解析(a)、(b)中由左手定则已知中由左手定则已知B、v方向可判定洛方向可判定洛伦兹力方向，如图伦兹力方向，如图(a)、(b)所示；所示；(c)中已知中已知B、v和和F，由左，由左手定则可判定粒子带负电；同理手定则可判定粒子带负电；同理(d)中由左手定则可判洛伦中由左手定则可判洛伦兹力方向垂直纸面向里，如图兹力方向垂直纸面向里，如图(d)所示。所示。答案答案见解析图见解析图 运用左手定则判断洛伦兹力方向时，要明确四指指的是运用左手定则判断洛伦兹力方向时，要明确四指指的是正电荷运动的方向，若是负电荷四指指其运动的反方向。正电荷运动的方向，若是负电荷四指指其运动的反方向。1图图245中各图已标出磁场方向、电荷运动方向、中各图已标出磁场方向、电荷运动方向、电荷所受洛伦兹力方向三者中的两个，试标出另一个电荷所受洛伦兹力方向三者中的两个，试标出另一个的方向。的方向。图图245解析：解析：用左手定则判断，对用左手定则判断，对q，四指应指向其运动方向，四指应指向其运动方向的反方向。图的反方向。图(a)中中q受洛伦兹力方向垂直于受洛伦兹力方向垂直于v斜向左上方；斜向左上方；图图(b)中中q受洛伦兹力方向垂直于受洛伦兹力方向垂直于v水平向左；图水平向左；图(c)中中q运动方向平行于斜面向下；图运动方向平行于斜面向下；图(d)中匀强磁场方向垂直纸中匀强磁场方向垂直纸面指向外。面指向外。答案：答案：(a)受力方向垂直于受力方向垂直于v斜向左上方。斜向左上方。(b)受力方向重直于受力方向重直于v水平向左。水平向左。(c)运动方向平行于斜面向下。运动方向平行于斜面向下。(d)磁场方向垂直纸面指向外。磁场方向垂直纸面指向外。例例2如图如图246所示为显像管工作原理示意图，所示为显像管工作原理示意图，没有磁场时电子束打在荧光屏正中的没有磁场时电子束打在荧光屏正中的O点，为使电子束偏点，为使电子束偏转，在管颈区域加有偏转磁场转，在管颈区域加有偏转磁场(由偏转线圈产生由偏转线圈产生)。图图246 (1)要使电子束在竖直方向偏离中心，打在荧光屏上的要使电子束在竖直方向偏离中心，打在荧光屏上的A点，偏转磁场应该沿什么方向？点，偏转磁场应该沿什么方向？(2)电子束打在图中的电子束打在图中的B点，偏转磁场应该沿什么方向？点，偏转磁场应该沿什么方向？思路点拨思路点拨解此题关键是电子枪发出电子带负电，解此题关键是电子枪发出电子带负电，应用左手定则时四指指向运动反方向。应用左手定则时四指指向运动反方向。解析解析(1)电子打到电子打到A点时，运动过程中向上偏转，点时，运动过程中向上偏转，由左手定则可知，偏转磁场的方向应该垂直纸面向外，电由左手定则可知，偏转磁场的方向应该垂直纸面向外，电子才能打在子才能打在A点。点。(2)电子向下偏，由左手定则知，偏转磁场的方向应该电子向下偏，由左手定则知，偏转磁场的方向应该垂直纸面向里，电子才能打在垂直纸面向里，电子才能打在B点。点。答案答案(1)垂直纸面向外垂直纸面向外(2)垂直纸面向里垂直纸面向里 上题中，要使电子束打在荧光屏上的位置由中心上题中，要使电子束打在荧光屏上的位置由中心O逐逐渐向渐向A点移动，偏转磁场的强弱应该怎样变化？点移动，偏转磁场的强弱应该怎样变化？解析：解析：偏转磁场的大小应该逐渐增强，才能使电子打在荧偏转磁场的大小应该逐渐增强，才能使电子打在荧光屏上的位置由中心光屏上的位置由中心O逐渐向逐渐向A点移动。点移动。答案：答案：见解析见解析