1.2 洛伦兹力 课件(共27张PPT).ppt

《1.2 洛伦兹力 课件(共27张PPT).ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《1.2 洛伦兹力 课件(共27张PPT).ppt（27页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第二节 洛伦兹力洛伦兹力大小：大小：安培力安培力:2 2、通电导线中的电流是怎样形成的呢、通电导线中的电流是怎样形成的呢?【思考】【思考】:既然磁场对电流有力的作用既然磁场对电流有力的作用,而电而电流是由电荷的定向移动形成的流是由电荷的定向移动形成的.那么磁场是否对那么磁场是否对运动电荷也有作用力呢运动电荷也有作用力呢?电荷的定向移动形成的电荷的定向移动形成的1 1、磁场对通电导线的作用力磁场对通电导线的作用力方向：方向：左手定则左手定则复习回顾复习回顾实验验证实验验证（1）磁场对运动电荷作用力,我们把这个力称为洛伦兹力。洛伦兹力是安培力的微观解释。洛伦兹力是安培力的微观解释。安培力是洛伦兹力

2、的宏观表现安培力是洛伦兹力的宏观表现一、磁场对运动电荷的作用一、磁场对运动电荷的作用荷兰物理学家，他是电子论的创始人、相对论中洛伦兹变换的建立者，并因在原子物理中的重要贡献（塞曼效应）获得第二届（1902年）诺贝尔物理学奖。被爱因斯坦称为“我们时代最伟大，最高尚的人”。（18531928）洛洛伦伦兹兹 若有一段长度为若有一段长度为L的通电导线，横截面积为的通电导线，横截面积为S，单位体积中含有的自由电荷数为，单位体积中含有的自由电荷数为n，每个自，每个自由电荷的电量为由电荷的电量为q，定向移动的平均速率为，定向移动的平均速率为v，将这段导线垂直于磁场方向放入磁感应强度为将这段导线垂直于磁场方向

3、放入磁感应强度为B的匀强磁场中。求每个自由电荷所受的洛伦的匀强磁场中。求每个自由电荷所受的洛伦兹力的大小兹力的大小?-I二、从安培力到洛伦兹力二、从安培力到洛伦兹力这段导体所受的安培力的表达式是什么？这段导体所受的安培力的表达式是什么？电流强度电流强度I I 的微观表达式是什么？的微观表达式是什么？这段导体中含有多少自由电荷数？这段导体中含有多少自由电荷数？F安安=BILI=nqSvnLS-ILSBvqn每个自由电荷所受的洛伦兹力为多大？每个自由电荷所受的洛伦兹力为多大？-ILSBvqn(1)=90时，时，F=qvB若若为电荷运动方向与磁场方向的夹角为电荷运动方向与磁场方向的夹角(2)=0或或

4、180 时，时，F=0(3)F=qvBsin3 3洛伦兹力的方向由洛伦兹力的方向由左手定则左手定则判定判定（1 1）对对于于正正电电荷荷四四指指指指向向正正电电荷荷的的运运动动方方向向（2 2）对对于于负负电电荷荷四四指指指指向向负负电电荷荷运运动动的的反反方向方向课堂练习课堂练习:1.1.判断下列粒子判断下列粒子刚进入刚进入磁场时所受的洛磁场时所受的洛伦兹力的方向伦兹力的方向.-qv甲甲f-qv丙丙f垂直纸面向里垂直纸面向里+qv乙乙f+qv丁丁f垂直纸面向外垂直纸面向外洛伦兹力的两个洛伦兹力的两个特点特点：(1)洛伦兹力的方向垂直于洛伦兹力的方向垂直于v和和B二者二者所决定的平面。所决定的

5、平面。(2)洛伦兹力总是跟运动的电荷的速洛伦兹力总是跟运动的电荷的速度方向垂直，所以洛伦兹力度方向垂直，所以洛伦兹力只只能改变运动能改变运动电荷的电荷的速度方向速度方向，而不改变速度的大小。，而不改变速度的大小。洛伦兹力对带电粒子始终不做功！洛伦兹力对带电粒子始终不做功！fv fBfv fB1.1.产生产生：电场对运动电荷、静止电荷都有：电场对运动电荷、静止电荷都有电场力的电场力的 作用作用,磁场只对运动电荷才有磁磁场只对运动电荷才有磁场力的作用场力的作用洛伦兹力与电场力的区别洛伦兹力与电场力的区别：2.2.大小大小：在匀强电场中：在匀强电场中,电荷所受的电场力电荷所受的电场力与与V V无关，

6、是一个恒力无关，是一个恒力 在匀强磁场中在匀强磁场中,若运动电荷的速度若运动电荷的速度发生变化发生变化,洛伦兹力也会发生变化，是一洛伦兹力也会发生变化，是一个变力个变力3.3.方向方向：电场力的方向与电场方向：电场力的方向与电场方向平行平行,正正电荷受的电场力方向就是电场方向电荷受的电场力方向就是电场方向 无论是正电荷还是负电荷，它所受洛伦兹无论是正电荷还是负电荷，它所受洛伦兹力永远与磁场方向力永远与磁场方向垂直。垂直。4.4.做功做功：电场力对电荷可能做功，也可能：电场力对电荷可能做功，也可能不做功不做功;洛伦兹力始终与电荷速度方向垂洛伦兹力始终与电荷速度方向垂直直,永远不会做功永远不会做功

7、比较电场和磁场对电荷的作用力比较电场和磁场对电荷的作用力1.电荷在电场中电荷在电场中一定一定受电场力的作用受电场力的作用.运动电荷在磁场中运动电荷在磁场中不一定不一定受洛伦兹力的作用受洛伦兹力的作用.2.电场力的大小电场力的大小F=qE洛伦兹力的大小洛伦兹力的大小F=qvB (当当v与与B垂直时垂直时)3.电场力方向与电场方向电场力方向与电场方向平行平行4.洛伦兹力方向与磁场方向洛伦兹力方向与磁场方向垂直垂直电场力对运动的电荷电场力对运动的电荷不一定不一定做功做功.洛伦兹力对运动的电荷洛伦兹力对运动的电荷一定不一定不做功做功.若运动的电荷在若运动的电荷在磁场中仅受洛伦兹力磁场中仅受洛伦兹力作用

8、作用,那么洛伦兹力会那么洛伦兹力会怎样改变电荷的运动怎样改变电荷的运动状态呢状态呢?想一想:Fv+Fv+Fv+当电荷垂直射入匀强磁场后，该运当电荷垂直射入匀强磁场后，该运动电荷仅受洛伦兹力作用而做匀速圆周动电荷仅受洛伦兹力作用而做匀速圆周运动。那么运动电荷做圆周运动的半径、运动。那么运动电荷做圆周运动的半径、周期与哪些因素有关呢？周期与哪些因素有关呢？vorB带电粒子在磁场中的运动解题步骤带电粒子在磁场中的运动解题步骤圆心的确定圆心的确定半径的计算半径的计算圆心确定后圆心确定后圆心确定后圆心确定后,画轨迹，寻找与半径和已知量相关的直角画轨迹，寻找与半径和已知量相关的直角画轨迹，寻找与半径和已知

9、量相关的直角画轨迹，寻找与半径和已知量相关的直角三角形，利用几何知识，求解圆轨迹的半径。三角形，利用几何知识，求解圆轨迹的半径。三角形，利用几何知识，求解圆轨迹的半径。三角形，利用几何知识，求解圆轨迹的半径。PMvvO-qvPMvO-qvvvOABOa.a.粒子速度的偏向角粒子速度的偏向角粒子速度的偏向角粒子速度的偏向角()()等于回旋角等于回旋角等于回旋角等于回旋角 ()()，并等于，并等于，并等于，并等于ABAB弦弦弦弦切线的夹角切线的夹角切线的夹角切线的夹角(弦切角弦切角弦切角弦切角)的的的的2 2倍倍倍倍偏向角、回旋角、弦切角的关系偏向角、回旋角、弦切角的关系偏向角、回旋角、弦切角的关

10、系偏向角、回旋角、弦切角的关系b.b.相对的弦切角相对的弦切角相对的弦切角相对的弦切角()()相等，与相邻的弦切角相等，与相邻的弦切角相等，与相邻的弦切角相等，与相邻的弦切角()()互补互补互补互补运动时间的确定运动时间的确定运动时间的确定运动时间的确定a.a.直接根据公式直接根据公式直接根据公式直接根据公式 t=s/v t=s/v 或或或或 t=/t=/求出运动时间求出运动时间求出运动时间求出运动时间t tb.b.粒子在磁场中运动一周的时间为粒子在磁场中运动一周的时间为粒子在磁场中运动一周的时间为粒子在磁场中运动一周的时间为T T，当粒子运动的圆弧所对应的圆心角为，当粒子运动的圆弧所对应的圆

11、心角为，当粒子运动的圆弧所对应的圆心角为，当粒子运动的圆弧所对应的圆心角为 时，时，时，时，其运动时间可由下式表示：其运动时间可由下式表示：其运动时间可由下式表示：其运动时间可由下式表示：或或或或2.一带负电的小滑块从光滑的斜面顶端滑一带负电的小滑块从光滑的斜面顶端滑至底端时的速率为至底端时的速率为V；若加一个垂直纸面；若加一个垂直纸面向外的匀强磁场，则它滑至底端时的速率向外的匀强磁场，则它滑至底端时的速率将（将（）A.变大变大 B.变小变小 C.不变不变 D.条件不足，无法判断条件不足，无法判断C3 3 3 3、如如如如图图图图所所所所示示示示，一一一一束束束束电电电电子子子子的的的的电电电

12、电荷荷荷荷量量量量为为为为e e e e，以以以以速速速速度度度度v v v v垂垂垂垂直直直直射射射射入入入入磁磁磁磁感感感感应应应应强强强强度度度度为为为为B B B B、宽宽宽宽度度度度为为为为d d d d的的的的有有有有界界界界匀匀匀匀强强强强磁磁磁磁场场场场中中中中，穿穿穿穿过过过过磁磁磁磁场场场场时时时时的的的的速速速速度度度度方方方方向向向向与与与与原原原原来来来来电电电电子子子子的的的的入入入入射射射射方方方方向向向向的的的的夹夹夹夹角角角角是是是是30303030，则则则则电电电电子子子子的的的的质质质质量量量量是多少？电子穿过磁场的时间又是多少？是多少？电子穿过磁场的时间又是多少？是多少？电子穿过磁场的时间又是多少？是多少？电子穿过磁场的时间又是多少？l l(2)(2)若若磁磁场场的的方方向向和和所所在在空空间间范范围围不不变变，而而磁磁感感应应强强度度的的大大小小变变为为BB，该该粒粒子子仍仍从从A A处处以以相相同同的的速速度度射射入入磁磁场场，但但飞飞出出磁磁场场时时的的速速度度方方向向相相对对于于入入射射方方向向改改变变了了6060角角，求求磁磁感感应应强强度度BB多多大大？此此次次粒粒子子在在磁磁场场中运动所用时间中运动所用时间t t是多少？是多少？极极 光光