四 磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用五 磁性材料 讀一讀 辨一辨 一 洛倫茲力閱讀教材第37頁 洛倫茲力 部分 了解磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用 知道什么是洛倫茲力 1 通過觀察演示實(shí)驗(yàn) 當(dāng)電子束在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí) 電子束的軌跡有何變化 答案 無磁場(chǎng)時(shí) 電子束沿直線運(yùn)動(dòng) 有磁場(chǎng)時(shí) 電子束會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn) 2 什么叫洛倫茲力 答案 磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力稱為洛倫茲力 3 安培力和洛倫茲力有什么樣的關(guān)系 答案 安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn) 讀一讀 辨一辨 二 洛倫茲力的方向閱讀教材第37頁 洛倫茲力的方向 部分 根據(jù)安培力方向判斷的方法 總結(jié)洛倫茲力方向的判斷方法 1 如何判斷洛倫茲力的方向 答案 根據(jù)左手定則來判定 2 電荷分為正電荷和負(fù)電荷 利用左手定則判定洛倫茲力的方向時(shí) 四指的指向有什么要求 答案 四指的指向與正電荷運(yùn)動(dòng)的方向相同 與負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的方向相反 讀一讀 辨一辨 三 電子束的磁偏轉(zhuǎn)閱讀教材第38 39頁 電子束的偏轉(zhuǎn) 和 顯像管的工作原理 兩部分 了解顯像管的工作原理 知道電子束在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng) 1 概念 由于洛倫茲力的作用 電子束能在磁場(chǎng)中發(fā)生偏轉(zhuǎn) 叫作磁偏轉(zhuǎn) 2 裝置及現(xiàn)象 洛倫茲力演示儀是由一個(gè)球形電子射線管和一組線圈組成的 在演示儀中可以觀察到 沒有磁場(chǎng)時(shí) 電子束是直進(jìn)的 外加磁場(chǎng)后 電子束的徑跡變成圓形 影響其半徑的因素有磁場(chǎng)的強(qiáng)弱和電子的速度 3 應(yīng)用 電視顯像管應(yīng)用了電子束磁偏轉(zhuǎn)的原理 讀一讀 辨一辨 四 磁性材料閱讀教材第41 44頁 磁性材料 部分 了解磁性材料的性質(zhì)及其應(yīng)用 1 磁化與退磁某些物體與磁鐵接觸后就會(huì)顯示出磁性 這種現(xiàn)象叫作磁化 如縫衣針 螺絲刀等鋼鐵物體 原來有磁性的物體 經(jīng)過高溫 劇烈震動(dòng)或者逐漸減弱的交變磁場(chǎng)的作用 就會(huì)失去磁性 這種現(xiàn)象叫作退磁 讀一讀 辨一辨 2 磁性材料 1 鐵磁性物質(zhì) 鐵 鈷 鎳以及它們的合金 氧化物 磁化后的磁性比其他物質(zhì)強(qiáng)得多 2 磁疇 組成鐵磁性物質(zhì)的很多已經(jīng)磁化的小區(qū)域 利用磁疇的磁化方向的排列 可以對(duì)磁化過程作微觀解釋 3 硬磁性材料和軟磁性材料 有些鐵磁性材料 在外磁場(chǎng)撤去以后 各磁疇的方向仍能很好地保持一致 物體具有很強(qiáng)的剩磁 這樣的材料叫作硬磁性材料 3 磁性材料的重要應(yīng)用 磁記錄磁帶 硬盤 磁卡等 讀一讀 辨一辨 1 思考辨析 1 安培力和洛倫茲力的方向均可用左手定則判斷 解析 安培力和洛倫茲力的方向均由左手定則來判定 答案 2 安培力和洛倫茲力本質(zhì)上都是磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用 安培力可以對(duì)通電導(dǎo)線做功 洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷也可以做功 解析 安培力的方向垂直于通電導(dǎo)線 當(dāng)通電導(dǎo)線在沿安培力的方向上發(fā)生運(yùn)動(dòng)時(shí) 安培力對(duì)通電導(dǎo)線做功 而洛倫茲力與電荷運(yùn)動(dòng)的速度方向垂直 所以洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷不做功 答案 讀一讀 辨一辨 3 所有物質(zhì)都能在一定程度上被磁化 但只有一部分物質(zhì)能明顯被磁化 磁化后的磁性比其他物質(zhì)強(qiáng)得多 解析 所有物質(zhì)都可能被磁化 但鐵磁性物質(zhì)磁化后的磁性比其他物質(zhì)強(qiáng)得多 答案 2 探究討論 錄音機(jī)是怎樣記錄信號(hào)的 答案 是根據(jù)磁化的原理錄音的 在錄音機(jī)內(nèi)先將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)化為音頻電流 用音頻電流通過磁化線圈對(duì)磁帶進(jìn)行磁化 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 探究三 探究一對(duì)洛倫茲力的認(rèn)識(shí)及其方向的判定如圖所示 在用陰極射線管研究磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷作用的實(shí)驗(yàn)中 當(dāng)陰極射線管不加磁場(chǎng)時(shí) 觀察到電子束沿直線運(yùn)動(dòng) 如圖甲 加上磁場(chǎng)后觀察到電子束發(fā)生了偏轉(zhuǎn) 如圖乙 并且改變磁場(chǎng)方向 偏轉(zhuǎn)方向也改變 這說明了什么 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 探究三 要點(diǎn)提示加上磁場(chǎng)后電子束發(fā)生了偏轉(zhuǎn) 說明磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有作用力 洛倫茲力 磁場(chǎng)方向不同 偏轉(zhuǎn)方向也不同 說明洛倫茲力的方向與磁場(chǎng)方向有關(guān) 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 探究三 1 對(duì)洛倫茲力的認(rèn)識(shí)洛倫茲力是通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力的微觀本質(zhì) 其方向可用左手定則來判斷 洛倫茲力與電荷運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān) 當(dāng)v 0時(shí) F洛 0 由于F洛始終與v垂直 所以洛倫茲力永不做功 這一點(diǎn)與安培力不同 安培力可以對(duì)通電導(dǎo)線做功 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 探究三 2 洛倫茲力方向的判定 1 運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中所受洛倫茲力的方向可用左手定則判斷 注意四指所指的是正電荷運(yùn)動(dòng)的方向 或負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的反方向 拇指所指的是電荷所受洛倫茲力的方向 2 洛倫茲力的方向既垂直于電荷運(yùn)動(dòng)速度v的方向 又垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向 故洛倫茲力的方向總是垂直于B v方向所確定的平面 3 由于洛倫茲力F總是跟運(yùn)動(dòng)電荷的速度方向垂直 所以洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷不做功 洛倫茲力只能改變運(yùn)動(dòng)電荷速度的方向 不能改變速度的大小 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 探究三 3 洛倫茲力與電場(chǎng)力的比較這兩種力都是帶電粒子在不同的場(chǎng)中受到的力 反映了磁場(chǎng)和電場(chǎng)都有力的性質(zhì) 但這兩種力的區(qū)別也是十分明顯的 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 探究三 例題1 導(dǎo)學(xué)號(hào)66824035關(guān)于電荷在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)速度 磁場(chǎng)和電荷受到洛倫茲力三者之間的方向關(guān)系如圖所示 其中正確的是 解析 根據(jù)左手定則 A中電荷所受洛倫茲力方向向下 A正確 B中電荷所受洛倫茲力方向向下 B錯(cuò)誤 C中電荷運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向平行 不受洛倫茲力 C錯(cuò)誤 D中電荷所受洛倫茲力方向垂直紙面向外 D錯(cuò)誤 答案 A 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 探究三 歸納總結(jié)洛倫茲力方向的判斷方法 1 注意電荷的正負(fù) 尤其是判斷負(fù)電荷所受洛倫茲力方向時(shí) 四指應(yīng)指向電荷運(yùn)動(dòng)的反方向 2 注意洛倫茲力的方向一定垂直于B和v所決定的平面 3 當(dāng)v與B的方向平行時(shí) 電荷受到的洛倫茲力為零 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 探究三 變式訓(xùn)練1關(guān)于安培力 電場(chǎng)力和洛倫茲力 下列說法正確的是 A 電荷在電場(chǎng)中一定受電場(chǎng)力作用 電荷在磁場(chǎng)中一定受洛倫茲力作用B 電荷所受電場(chǎng)力一定與該處電場(chǎng)方向一致 電荷所受的洛倫茲力不一定與磁場(chǎng)方向垂直C 安培力和洛倫茲力的方向均可用左手定則判斷D 安培力和洛倫茲力本質(zhì)上都是磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用 安培力可以對(duì)通電導(dǎo)線做功 洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷也做功解析 當(dāng)電荷沿磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí) 不受洛倫茲力作用 選項(xiàng)A錯(cuò)誤 負(fù)電荷受到的電場(chǎng)力與電場(chǎng)方向相反 洛倫茲力的方向一定垂直于磁場(chǎng)方向和運(yùn)動(dòng)方向 洛倫茲力不做功 選項(xiàng)B D錯(cuò)誤 答案 C 探究一 探究二 探究三 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究二電子束的磁偏轉(zhuǎn)及其應(yīng)用顯像管原理示意圖如圖所示 試思考討論下列問題 顯像管原理示意圖 俯視圖 1 要使電子打在A點(diǎn) 偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)該沿什么方向 2 要使電子打在B點(diǎn) 偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)該沿什么方向 3 要使電子從A點(diǎn)向B點(diǎn)逐漸移動(dòng) 偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)該怎樣變化 探究一 探究二 探究三 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 要點(diǎn)提示 1 由左手定則判定知 要使電子打在A點(diǎn) 偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)該垂直紙面向外 2 要使電子打在B點(diǎn) 偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)該垂直紙面向里 3 要使電子從A點(diǎn)向B點(diǎn)逐漸移動(dòng) 偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)該先垂直紙面向外并逐漸減小 然后垂直紙面向里并逐漸增大 探究一 探究二 探究三 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 電子束的磁偏轉(zhuǎn) 1 實(shí)驗(yàn)演示 如圖所示 一種特殊的電子射線管 由電子槍發(fā)射出的電子射線可以使管內(nèi)的氣體發(fā)出輝光 顯示出電子的軌跡 在不加磁場(chǎng)時(shí) 電子的軌跡是一條直線 在管外加上與電子束運(yùn)動(dòng)方向垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí) 電子的軌跡就彎成了圓 這說明磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電子的作用力 洛倫茲力 使電子做圓周運(yùn)動(dòng) 且由F洛 qvB知 該運(yùn)動(dòng)為勻速圓周運(yùn)動(dòng) 即洛倫茲力提供向心力 2 理論分析 由 即電子的速度和磁場(chǎng)的強(qiáng)弱是影響帶電粒子做圓周運(yùn)動(dòng)半徑的因素 探究一 探究二 探究三 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 例題2 運(yùn)動(dòng)的電子束在垂直于運(yùn)動(dòng)方向的磁場(chǎng)中會(huì)受到的作用 顯像管通過控制電子束打在熒光屏上的位置來構(gòu)成畫面 為了讓顯示器有清晰的圖像 顯像管的設(shè)計(jì) 生產(chǎn)及使用都應(yīng)注意防止對(duì)成像的干擾 解析 電子槍產(chǎn)生高能電子束 通電線圈提供磁場(chǎng) 電子束穿過磁場(chǎng)時(shí) 受到洛倫茲力作用 徑跡發(fā)生偏轉(zhuǎn) 顯像管通過通電線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)控制電子束打在熒光屏上的位置來構(gòu)成畫面 由于電視機(jī)顯像管應(yīng)用了電子束的偏轉(zhuǎn)原理 所以將磁鐵靠近正在播放節(jié)目的電視機(jī)時(shí)磁鐵的磁場(chǎng)會(huì)影響電子的運(yùn)動(dòng)使圖像變形 答案 洛倫茲力外加磁場(chǎng)題后反思電視機(jī)顯像管在工作時(shí)既利用了磁場(chǎng) 又害怕外來磁場(chǎng)的干擾 探究一 探究二 探究三 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 變式訓(xùn)練2導(dǎo)學(xué)號(hào)66824036如圖所示 電子槍射出的電子束進(jìn)入示波管 在示波管正下方有豎直放置的通電環(huán)形導(dǎo)線 則示波管中的電子束將 A 向上偏轉(zhuǎn)B 向下偏轉(zhuǎn)C 向紙外偏轉(zhuǎn)D 向紙里偏轉(zhuǎn)解析 環(huán)形導(dǎo)線在示波管處產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向垂直于紙面向外 由左手定則可判斷 電子受到的洛倫茲力向上 故A正確 答案 A 探究一 探究二 探究三 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究三磁性材料與磁記錄磁性材料為什么能記錄信息 錄音 錄像磁帶上的磁性材料應(yīng)該用硬磁性材料還是軟磁性材料 要點(diǎn)提示磁性材料在外界磁場(chǎng)作用下能夠被磁化 這就使我們可以利用磁性材料記錄外界磁場(chǎng)的信息 磁記錄時(shí) 通過把聲音 圖像或其他信息轉(zhuǎn)變?yōu)樽兓拇艌?chǎng) 使磁帶 磁卡磁條上的磁粉層磁化 這樣就能在磁帶或磁卡上記錄下與聲音 圖像或其他信息相應(yīng)的磁信號(hào) 錄音 錄像磁帶上的磁性材料是用來作磁記錄的 需要磁化后長(zhǎng)久保持磁性 所以用硬磁性材料 探究一 探究二 探究三 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 1 磁性材料的分類及應(yīng)用 1 硬磁性材料指磁化后能長(zhǎng)久保持磁性的材料 常見的有高碳鋼 鋁鎳鈷合金 鈦鈷合金 鋇鐵氧體等 適合制作永久磁鐵 應(yīng)用在磁電式儀表 揚(yáng)聲器 話筒等電器設(shè)備中 還應(yīng)用于磁記錄 如錄音磁帶 錄像磁帶 電腦磁盤等 2 軟磁性材料指磁化后不能保持長(zhǎng)久磁性的材料 軟磁性材料易于磁化 也易于退磁 常見的如軟鐵 硅鋼 鐵鎳合金等 適用于需要反復(fù)磁化的場(chǎng)合 可以用來制造錄音機(jī)的磁頭 還廣泛用于電工設(shè)備和電子設(shè)備中 例如用來制造變壓器 電磁鐵等 探究一 探究二 探究三 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 2 磁記錄 1 磁卡背面的黑條 錄音機(jī) 錄像機(jī)上用的磁帶 電子計(jì)算機(jī)上用的磁盤都含有磁記錄用的磁性材料 依靠磁記錄 我們可以保存大量的信息 并在需要的時(shí)候讀出這些信息 2 地磁場(chǎng)留下的記錄 地磁場(chǎng)會(huì)對(duì)含有磁性材料的巖石起作用 據(jù)推測(cè) 地磁場(chǎng)的強(qiáng)度和方向隨時(shí)間的推移在不斷改變 大約每過100萬年 地磁場(chǎng)南北極會(huì)完全顛倒一次 探究一 探究二 探究三 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 例題3 多選 下列各項(xiàng)中屬于磁性材料應(yīng)用的是 A 冰箱門上的橡膠密封條B 錄音機(jī)的錄音帶C 電話用的IC卡D VCD機(jī)的光碟解析 冰箱門上的橡膠密封條是磁性橡膠制成的 是用永磁材料的微粒與橡膠混合在一起制成的復(fù)合材料 冰箱門關(guān)閉時(shí) 磁性橡膠和鋼制的門框吸在了一起 可以將門密封得很好 錄音機(jī)的錄音帶上有一層磁粉 用以儲(chǔ)存信號(hào) 電話用的IC卡上也有一個(gè)磁條 只有光碟上無磁性材料 它利用激光技術(shù)將信號(hào)保存在碟片上 選項(xiàng)A B C正確 答案 ABC 探究一 探究二 探究三 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 歸納總結(jié)磁性材料的應(yīng)用非常廣泛 從指南針 天線磁棒 變壓器 永磁電機(jī)一直到航天飛機(jī)都可以找到磁性材料的應(yīng)用例子 探究一 探究二 探究三 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 變式訓(xùn)練3 多選 下列說法中正確的有 A 外磁場(chǎng)撤去以后物體沒有明顯的剩磁 這種材料叫作軟磁性材料B 鐵磁性物質(zhì)稱為弱磁性物質(zhì)C 通常所說的磁性材料是指強(qiáng)磁性物質(zhì)D 硬磁性材料的剩磁弱 而且容易去磁解析 硬磁性材料不容易去磁 通常所說的磁性材料是指強(qiáng)磁性物質(zhì) 答案 AC 12345 1 物理學(xué)史的考查 首先提出磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用的科學(xué)家是 A 焦耳B 奧斯特C 安培D 洛倫茲答案 D 12345 2 多選 磁性材料 下列元件中 由硬磁性材料制造的是 A 錄音機(jī)的磁頭B 揚(yáng)聲器中的磁鐵C 電磁鐵中的鐵芯D 儲(chǔ)蓄用的信用卡解析 在外磁場(chǎng)撤去以后 各磁疇的方向仍很好地保持一致 物體具有很強(qiáng)的剩磁 這樣的材料叫作硬磁性材料 錄音機(jī)內(nèi)的磁頭 電磁鐵中的鐵芯等要求外界有電流時(shí) 內(nèi)部有磁場(chǎng) 等電流撤去后 磁性也隨之消失 所以不能是硬磁性材料 故A C項(xiàng)錯(cuò) 而揚(yáng)聲器中的磁鐵 在沒有電流時(shí)仍然保持原有的磁性 所以是硬磁性材料 信用卡同樣是硬磁性材料 答案 BD 12345 3 洛倫茲力方向的判定 如圖所示 帶正電的粒子q 不計(jì)重力 水平向左進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng) 磁場(chǎng)方向垂直紙面向外 該粒子將 A 向下偏轉(zhuǎn)B 向上偏轉(zhuǎn)C 垂直紙面向里偏轉(zhuǎn)D 垂直紙面向外偏轉(zhuǎn)解析 由于粒子帶正電 由左手定則可以確定該粒子將向上偏轉(zhuǎn) B選項(xiàng)正確 答案 B 12345 4 多選 左手定則的應(yīng)用 如圖是表示磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B 負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)方向v和磁場(chǎng)對(duì)電荷作用力F的相互關(guān)系圖 這四個(gè)圖中畫得正確的是 B v F兩兩垂直 解析 磁感應(yīng)強(qiáng)度B 負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的方向和洛倫茲力的方向符合左手定則 但對(duì)負(fù)電荷 四指應(yīng)該指向其運(yùn)動(dòng)的反方向 所以只有D項(xiàng)不符合 答案 ABC 12345 5 洛倫茲力方向的判定 三個(gè)粒子a b c 不計(jì)重力 以相同的速度射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示 其中b粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng) 則a粒子帶電 c粒子帶電 解析 根據(jù)左手定則 四指指向正電荷運(yùn)動(dòng)方向 負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的反方向 大拇指指向電荷受洛倫茲力方向 所以c粒子帶正電 a粒子帶負(fù)電 b粒子不帶電 答案 負(fù)正