《磁场对运动电荷的作用》.ppt

鲁科版选修鲁科版选修3-13-1第六章第二节第六章第二节磁场对运动电荷的作用磁场对运动电荷的作用平阴县第一中学平阴县第一中学 任燕燕任燕燕美丽的极光第二节磁场对运动电荷的作用磁场对运动电荷的作用学习目标 1、知道什么是洛伦兹力。2、会用左手定则判定正、负运动电荷所受洛伦兹力 的方向。3、会用洛伦兹力公式F=qvB解答有关问题.重点：洛伦兹力的方向确定和大小计算。难点：左手定则的运用复习回顾：（1）什么是安培力？（2）安培力的大小如何计算？（3）安培力的方向如何判断？F=BILBIL左手定则磁场对电流的作用力让磁感线垂直穿入手心四指指向电流方向大拇指指向安培力方向+-（）vI IFI IB猜想:实验验证 感应圈感应圈阴极射线管阴极射线管1 1、不、不加加磁场时，电子的运动轨迹是直线还是曲线？电子磁场时，电子的运动轨迹是直线还是曲线？电子做做什么运动什么运动？（电子的重力可忽略）？（电子的重力可忽略）2 2、加上、加上磁场后，电子的运动轨迹发生了什么样的变化磁场后，电子的运动轨迹发生了什么样的变化？观察并思考：观察并思考：原因是什么？原因是什么？电子束1、定义：磁场对运动电荷有力的作用,这个力叫做洛伦兹力.一、洛伦兹力洛伦兹洛伦兹，荷兰物理学家、数学家，1853年7月18日出生。小学和中学时，成绩优异，少年时就对物理学感兴趣，同时还广泛地阅读历史和小说，并且熟练地掌握多门外语。1870年洛伦兹考入莱顿大学，学习数学、物理和天文。1875年获博士学位。1895年，洛伦兹首先提出了运动电荷产生磁场和磁场对运动电荷有作用力的观点，为纪念他，人们称这种力为洛伦兹力。爱因斯坦在洛伦兹墓前致词说：洛伦兹对我产生了最伟大的影响，他是“我们时代最伟大、最高尚的人”。2、探究洛伦兹力的方向N NS S B、v、F这三个量的方向之间有什么规律？vF FIvF F洛伦兹力洛伦兹力的方向的方向vv伸开左手，使大拇指和其余四指垂直且处于同一平面内，让磁感线垂直穿过手心，若四指指向正电荷运动的方向或者负电荷运动的反方向，那么拇指所指的方向就是所受洛伦兹力的方向。ff-左手定则左手定则V V+F F【例1】利用左手定则判断电荷所缺量的方向或电荷的电性。BV VBV VF FBV VF F BF FBV V电性电性F F甲甲乙乙丙丙丁丁BF洛伦兹力洛伦兹力F、磁感应强度、磁感应强度B、速度、速度v三者的方向关系三者的方向关系B B FBFvF F与与B B、v v构成的平面垂直构成的平面垂直.而而B与与v不一定不一定垂直垂直vBvF安培力与洛伦兹力安培力与洛伦兹力 安培力安培力洛伦兹力洛伦兹力 微观 宏观 安培力方向：安培力方向：-左手定则左手定则 洛伦兹力方向：洛伦兹力方向：-左手定则左手定则 I IF F安安F F洛洛既然安培力是洛伦兹力的宏观表现，我们能否根据安培力大小求出每个自由电荷所受的洛伦兹力的大小呢？想一想想一想I IF安F洛3、洛伦兹力的大小：公式的推导：长为L、电流为I的通电导体垂直地放在磁感应强度为B的匀强磁场中。设导体的截面积为S、一个自由电荷的电荷量为q、单位体积内自由电荷数为n，自由电荷定向移动的速度为v，导体内自由电荷的总数为N，洛伦兹力的大小为 F：F=qBv(匀强磁场，vB)v思考：当速度与磁场方向有夹角思考：当速度与磁场方向有夹角，如何分析？，如何分析？vB B B(为B与v的夹角)v v F=Bqvsin【例例2】一一个电子的速率个电子的速率V=3V=310106 6 m/sm/s，垂直射入垂直射入B=0.1TB=0.1T的匀强磁场中，它所受的匀强磁场中，它所受的洛伦兹力为多大的洛伦兹力为多大？电子的重力多大？电子的重力多大？（q=1.6 q=1.61010-19-19 C C，m=9.1m=9.11010-31-31 kg kg）解：解：F=qvB =1.6 10-19 3 106 0.1N =4.8 10-14N G=mg=9.110-30 N 分析电子在匀强磁场中受力时，电子的重力可忽略。【例3】（单选）从太阳或其他星体上放射出的宇宙射线中含有大量的高能带电粒子，这些高能粒子流到达地球会对地球上的生命带来危害，但是由于地球周围存在磁场，地磁场能改变宇宙射线中带电粒子的运动方向，对地球上的生命起到保护作用，如图所示。那么（）A地磁场对宇宙射线的阻挡作用各处相同；B地磁场对垂直射向地球表面的宇宙射线的阻挡作用在南、北两极最强，赤道附近最弱；C地磁场对垂直射向地球表面的宇宙射线的阻挡作用在南、北两极最弱，赤道附近最强；D地磁场对宇宙射线无阻挡作用C二、洛伦兹力的应用极光为什么只出现在南北极附近？极光产生的原因是什么？电视机显像管：小结2、方向判定：左手定则.FB,FV(F垂直于v和B所决定的平面)洛伦兹力1、定义：磁场对运动电荷的作用力.3、大小计算：F=qvB (vB)作业布置：基础训练第2节基础达标和能力提升