第4节磁场对运动电荷的作用精选文档.ppt

第4节磁场对运动电荷的作用1本讲稿第一页，共三十三页本节课学习目标：1 1、知道什么是洛伦兹力、知道什么是洛伦兹力 2 2、会判断洛伦兹力的方向、会判断洛伦兹力的方向2本讲稿第二页，共三十三页人类首次拍到南北极光“同放光彩”美国阿斯拉加极光3本讲稿第三页，共三十三页磁场磁场 通电导线通电导线(电流）电流）安培力安培力电荷定定向向移移动动磁场磁场？宏观体现宏观体现4本讲稿第四页，共三十三页阴极射线管阴极射线管5本讲稿第五页，共三十三页实验表明：阴极射线管（电子射线管）中的电子束阴极射线管（电子射线管）中的电子束在磁场中发生偏转，磁场对运动电荷确在磁场中发生偏转，磁场对运动电荷确实存在作用力实存在作用力6本讲稿第六页，共三十三页洛伦兹洛伦兹H.A.Lorentz荷兰，荷兰，1853-19281、洛伦兹力：、洛伦兹力：磁场对运动电荷的作用力。磁场对运动电荷的作用力。通电导线在磁场中所通电导线在磁场中所受安培力是洛仑兹力的宏受安培力是洛仑兹力的宏观表现观表现一、磁场对运动电荷存在作用力7本讲稿第七页，共三十三页8本讲稿第八页，共三十三页2、大小说明、大小说明电荷运动方向电荷运动方向磁场方向，洛伦兹力最大。磁场方向，洛伦兹力最大。电荷运动方向电荷运动方向磁场方向，洛伦兹力为磁场方向，洛伦兹力为0。经研究，经研究，B 、q 、v，电荷受到的洛仑兹力就越大。电荷受到的洛仑兹力就越大。9本讲稿第九页，共三十三页例例1当一带正电的粒子以速度当一带正电的粒子以速度v沿螺线管中沿螺线管中轴线进入该通电螺线管，若不计重力，则轴线进入该通电螺线管，若不计重力，则A带电粒子速度大小改变；带电粒子速度大小改变；B带电粒子速度方向改变；带电粒子速度方向改变；C带电粒子速度大小不变；带电粒子速度大小不变；D带电粒子速度方向不变。带电粒子速度方向不变。NS10本讲稿第十页，共三十三页11本讲稿第十一页，共三十三页12本讲稿第十二页，共三十三页例例1当一带正电的粒子以速度当一带正电的粒子以速度v沿螺线管中沿螺线管中轴线进入该通电螺线管，若不计重力，则轴线进入该通电螺线管，若不计重力，则A带电粒子速度大小改变；带电粒子速度大小改变；B带电粒子速度方向改变；带电粒子速度方向改变；C带电粒子速度大小不变；带电粒子速度大小不变；D带电粒子速度方向不变。带电粒子速度方向不变。CD匀速直线运动匀速直线运动13本讲稿第十三页，共三十三页二、洛伦兹力的方向二、洛伦兹力的方向 1 1比比较较安安培培力力和和洛洛伦伦兹兹力力得得出出电电荷荷运运动动方方向向、磁磁场场方方向向、洛洛伦伦兹兹力力方方向向的的关关系系 因因此此，可可以以用用左左手手定定则则判判定定洛洛伦伦兹兹力力的的方向方向14本讲稿第十四页，共三十三页2、左手定则：、左手定则：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直且处于同一平面内直且处于同一平面内垂直穿入垂直穿入手心手心磁感线磁感线四指四指指向指向正电荷正电荷运动方向运动方向拇指拇指指向指向正电荷正电荷所受洛伦兹力方向所受洛伦兹力方向运动的运动的负电荷负电荷在磁场中所受的洛伦兹力方向在磁场中所受的洛伦兹力方向与正电荷受的力与正电荷受的力相反相反15本讲稿第十五页，共三十三页例例2判断电荷受到的洛伦兹力的方向判断电荷受到的洛伦兹力的方向垂直纸面向外垂直纸面向外16本讲稿第十六页，共三十三页例例2判断电荷受到的洛伦兹力的方向判断电荷受到的洛伦兹力的方向垂直纸面向内垂直纸面向内17本讲稿第十七页，共三十三页例例2判断电荷受到的洛伦兹力的方向判断电荷受到的洛伦兹力的方向F洛洛18本讲稿第十八页，共三十三页例例2判断电荷受到的洛伦兹力的方向判断电荷受到的洛伦兹力的方向F洛洛19本讲稿第十九页，共三十三页三、洛伦兹力的特点三、洛伦兹力的特点 1 1洛伦兹力的方向始终与电荷的运动方向垂直。洛伦兹力的方向始终与电荷的运动方向垂直。2 2洛伦兹力对电荷不做功，洛伦兹力对电荷不做功，只改变速度的方向，不改变速度的大小只改变速度的方向，不改变速度的大小20本讲稿第二十页，共三十三页思考：思考：带电粒子垂直射入匀强磁场带电粒子垂直射入匀强磁场时，在时，在洛伦兹力的作用下，粒子将做什么运动？洛伦兹力的作用下，粒子将做什么运动？力与速度的方向垂直力与速度的方向垂直只改变速度的方向，只改变速度的方向，不改变速度的大小不改变速度的大小匀速圆周运动匀速圆周运动21本讲稿第二十一页，共三十三页1 1、地磁场保护地球、地磁场保护地球 极光极光四、洛伦兹力的作用四、洛伦兹力的作用22本讲稿第二十二页，共三十三页“保护盾保护盾”地磁场地磁场改变宇宙射线中带电粒子的运改变宇宙射线中带电粒子的运动方向，对宇宙射线起了一定的阻挡作用动方向，对宇宙射线起了一定的阻挡作用23本讲稿第二十三页，共三十三页 当太阳辐射出的带电粒子进入地磁场后，由于洛仑兹力的作用，带电粒子沿地磁场的磁感线做螺旋线运动，最终会落到地球两极上空的大气层中，使大气层中的分子电离发光。极极光光的的形形成成24本讲稿第二十四页，共三十三页1 1、地磁场保护地球、地磁场保护地球 极光极光四、洛伦兹力的作用2 2、磁流体发电机、磁流体发电机25本讲稿第二十五页，共三十三页等离子束等离子束经高温（经高温（30003000K）电）电离了的等离子体气体，离了的等离子体气体，高速通过磁场时，金高速通过磁场时，金属板上聚集了电荷，属板上聚集了电荷，产生电压产生电压试说明金属板上为什么会聚集电荷？试说明金属板上为什么会聚集电荷？26本讲稿第二十六页，共三十三页说明说明27本讲稿第二十七页，共三十三页思考：思考：一束粒子中有带正电的，有带负电一束粒子中有带正电的，有带负电的，还有不带电的。要把它们分开，可的，还有不带电的。要把它们分开，可以有哪些办法？以有哪些办法？带正电带正电不带电不带电带负电带负电让粒子束垂直射入匀强磁场让粒子束垂直射入匀强磁场28本讲稿第二十八页，共三十三页1 1、地磁场保护地球、地磁场保护地球 极光极光2 2、磁流体发电机、磁流体发电机四、洛伦兹力的作用3 3、回旋加速器、回旋加速器29本讲稿第二十九页，共三十三页30本讲稿第三十页，共三十三页1 1、地磁场保护地球、地磁场保护地球 极光极光2 2、磁流体发电机、磁流体发电机3 3、回旋加速器、回旋加速器四、洛伦兹力的作用4 4、显像管、显像管、阴极射线示波管、微波炉的磁控管、阴极射线示波管、微波炉的磁控管、电子显微镜和加速器等的设计中，都是基于带电子显微镜和加速器等的设计中，都是基于带电粒子在电场和磁场中的运动规律电粒子在电场和磁场中的运动规律31本讲稿第三十一页，共三十三页小结：运动电荷在磁场中所受的力叫洛伦兹力洛伦兹力的方向可由左手定则来判定 32本讲稿第三十二页，共三十三页33本讲稿第三十三页，共三十三页