运动电荷在磁场中受到的力幻灯片.ppt

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1、运动电荷在磁场中受到的力第1页，共27页，编辑于2022年，星期三知识回顾知识回顾判断下列图中安培力的方向：判断下列图中安培力的方向：FF第2页，共27页，编辑于2022年，星期三磁场对通电导线（电流）有力的作用，而电流是电荷的定向磁场对通电导线（电流）有力的作用，而电流是电荷的定向运动形成的，由此你会想到了什么？运动形成的，由此你会想到了什么？磁场可能对运动电荷有力的作用磁场可能对运动电荷有力的作用。导体中的电流是由电荷的定向移动定向移动产生的第3页，共27页，编辑于2022年，星期三阴极阴极阳极阳极狭缝狭缝荧光荧光板板电子电子束束实验：用阴极射线管研究磁场对运动电荷的作用。实验：用阴极射线

2、管研究磁场对运动电荷的作用。实验验证实验验证第4页，共27页，编辑于2022年，星期三当电子射线管的周围不存在磁场时，当电子射线管的周围不存在磁场时，电子的电子的运动轨迹运动轨迹是是直线直线当电子射线管的周围存在磁场当电子射线管的周围存在磁场时，时，电子的电子的运动轨迹运动轨迹是是曲线曲线磁场对运动电荷有力的作用磁场对运动电荷有力的作用结论结论第5页，共27页，编辑于2022年，星期三洛伦兹力洛伦兹力1 1、定义、定义：运动电荷在磁场中受到：运动电荷在磁场中受到的力称为的力称为洛洛伦兹力伦兹力.2.2.安培力是洛伦兹力的安培力是洛伦兹力的宏观表现。宏观表现。洛伦兹力是安培力的洛伦兹力是安培力的

3、微观本质。微观本质。演示演示第6页，共27页，编辑于2022年，星期三安培力安培力洛仑兹力洛仑兹力磁场对磁场对电流电流的作用的作用磁场对磁场对运动电荷运动电荷的作用的作用因因果果微观原因微观原因宏观表现宏观表现第7页，共27页，编辑于2022年，星期三洛伦兹（洛伦兹（18531928）洛伦兹，洛伦兹，荷兰荷兰物理学家，物理学家，首先提出磁场对运动电首先提出磁场对运动电荷有作用力的观点。荷有作用力的观点。洛洛伦兹创立了经典伦兹创立了经典电子论电子论，提出了洛伦兹变换公式，提出了洛伦兹变换公式，19021902年与其学生塞曼共年与其学生塞曼共同获得诺贝尔物理学奖。同获得诺贝尔物理学奖。为纪念洛伦兹

4、的卓著功为纪念洛伦兹的卓著功勋，荷兰政府决定从勋，荷兰政府决定从19451945年起，把他的生日年起，把他的生日定为定为“洛伦兹节洛伦兹节”。第8页，共27页，编辑于2022年，星期三u猜想：猜想：能不能用左手定则来判定？能不能用左手定则来判定？u推理：推理：我们曾经用左手定则判定安培力的方向。大量我们曾经用左手定则判定安培力的方向。大量定向移动电荷所受洛伦兹力宏观表现为安培力，因此，定向移动电荷所受洛伦兹力宏观表现为安培力，因此，可以用可以用左手定则左手定则判定洛伦兹力的方向。判定洛伦兹力的方向。洛仑兹力洛仑兹力f f洛洛的方向如何确定？的方向如何确定？思考思考第9页，共27页，编辑于202

5、2年，星期三3.洛伦兹力的方向洛伦兹力的方向-左手定则左手定则v1 1、伸开左手，使大拇指和其余四指垂、伸开左手，使大拇指和其余四指垂直且处于同一平面内，把手放入磁场直且处于同一平面内，把手放入磁场中，让磁感线穿入手心，使四指指向中，让磁感线穿入手心，使四指指向正电荷正电荷运动的方向，那么拇指所指运动的方向，那么拇指所指的方向就使正电荷所受洛伦兹力的的方向就使正电荷所受洛伦兹力的方向。方向。2 2、如果运动的是如果运动的是负电荷负电荷，则四指指向，则四指指向负电荷负电荷运动的运动的反方向反方向，那么拇指所指，那么拇指所指的方向就是负电荷所受洛伦兹力的方的方向就是负电荷所受洛伦兹力的方向。向。(

6、3 3个要素：个要素：B B的方向的方向，电荷的电性，电荷的电性，V V的方向的方向 )FFv第10页，共27页，编辑于2022年，星期三1实验演示实验演示第11页，共27页，编辑于2022年，星期三下列各图中带电粒子刚刚进入磁场，试判断这时下列各图中带电粒子刚刚进入磁场，试判断这时粒子所受洛伦兹力的方向粒子所受洛伦兹力的方向 +V VV V+V VV VV V+V V+V V垂直纸面向外垂直纸面向外垂直纸面向外垂直纸面向外-V Vf f洛洛f f洛洛f f洛洛f洛洛=0f洛洛=0课堂练习课堂练习:f洛洛第12页，共27页，编辑于2022年，星期三4.4.洛伦兹力的大小洛伦兹力的大小洛伦兹力大

7、小可能会与哪些因素有关洛伦兹力大小可能会与哪些因素有关?第13页，共27页，编辑于2022年，星期三IFvvvv(1)通电导线中的电流通电导线中的电流(2)通电导线所受的安培力通电导线所受的安培力(3)这段导线内的自由电荷数这段导线内的自由电荷数(4)每个电荷所受的洛伦兹力每个电荷所受的洛伦兹力设有一段长为设有一段长为L，横截面积为，横截面积为S的直导线，单位体积内的直导线，单位体积内的自由电荷数为的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为，每个自由电荷的电荷量为q，自由电荷定，自由电荷定向移动的速率为向移动的速率为v.这段通电导线垂直磁场方向放入磁感应强度为这段通电导线垂直磁场方向放入磁感应强

8、度为B的匀强磁场中，求洛伦兹力的匀强磁场中，求洛伦兹力第14页，共27页，编辑于2022年，星期三电荷量为电荷量为q的粒子以速度的粒子以速度v运动时运动时,如果速度方向与磁感应强度方向如果速度方向与磁感应强度方向垂直垂直,那么粒子所受的洛伦兹力大小为那么粒子所受的洛伦兹力大小为(vB)若带电粒子不垂直射入磁场若带电粒子不垂直射入磁场,粒子受到的洛伦兹力又如何呢粒子受到的洛伦兹力又如何呢?第15页，共27页，编辑于2022年，星期三V2V1第16页，共27页，编辑于2022年，星期三(vB)(vB)特例特例:v 与与B的夹角为的夹角为 4.洛伦兹力的大小洛伦兹力的大小分解分解B或或V第17页，共

9、27页，编辑于2022年，星期三5.洛伦兹力的特点洛伦兹力的特点1.2.f洛洛只改变只改变V的方向，不改变的方向，不改变V的大小的大小3.f洛洛 永不做功。永不做功。第18页，共27页，编辑于2022年，星期三第19页，共27页，编辑于2022年，星期三显像管的工作原理显像管的工作原理 1、电子束是怎样实现偏转的？、电子束是怎样实现偏转的？思考与讨论思考与讨论 课本课本97(俯视图俯视图）2、在图、在图2.43中，如图所示中，如图所示（1）要是电子打在）要是电子打在A点，偏转磁场应点，偏转磁场应该沿什么方向？该沿什么方向？（2）要是电子打在）要是电子打在B点，偏转磁场应点，偏转磁场应该沿什么方

10、向？该沿什么方向？（3）要是电子束打在荧光屏上的位置）要是电子束打在荧光屏上的位置由中心由中心O逐渐向逐渐向A点移动，偏转磁场应点移动，偏转磁场应该怎样变化？该怎样变化？3、电子打在荧光屏上只能有一个亮点，为什么整个荧光屏都能、电子打在荧光屏上只能有一个亮点，为什么整个荧光屏都能发光能？发光能？第20页，共27页，编辑于2022年，星期三小结小结1 1、洛伦兹力：运动电荷在磁场中受到的作用力、洛伦兹力：运动电荷在磁场中受到的作用力 安培力是洛伦兹力的宏观表现安培力是洛伦兹力的宏观表现 2 2、洛伦兹力方向的判断：、洛伦兹力方向的判断：左手定则左手定则f洛洛VV，f洛洛B B，f洛洛 V V、B

11、 B 所在的平面所在的平面负电荷的方向与正电荷的相反负电荷的方向与正电荷的相反3 3、洛伦兹力的大小：、洛伦兹力的大小：第21页，共27页，编辑于2022年，星期三1.1.为了研究某种放射源发出的未知射线，物为了研究某种放射源发出的未知射线，物理探究者把放射源置于匀强磁场中，射线分理探究者把放射源置于匀强磁场中，射线分裂成裂成a a、b b、c c三束，请分析三束射线的电性。三束，请分析三束射线的电性。【知识应用】：第22页，共27页，编辑于2022年，星期三试证明：带电粒子具有速度 时，才能沿着图示虚线路径通过这个速度选择器。v 速度选择器速度选择器2、（书98页第三题）在如图所示的平行板器

12、件中，电场强度E和磁感应强度B相互垂直。具有不同水平速度的带电粒子射入后发生偏转的情况不同。这种装置能把具有某一特定速度的粒子选择出来，所以叫做速度选择器。第23页，共27页，编辑于2022年，星期三（2）若A、B两板相距为d，板间的磁场按匀强磁场处理，磁感应强度为B，等离子体以速度v沿垂直于B的方向射入磁场，该发电机的电动势是多大？(提示：复习第二章第二节电动势的有关知识。)3、（书98页第4题）如图所示，磁流体发电机是一项新兴技术，它可以把物体的内能直接转化为电能。平行金属板A、B之间有一个很强的磁场，将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）喷入磁场，A、B两板间便产生

13、电压。如果把A、B和用电器连接，A、B就是一个直流电源的两个电极。（1）图中A、B板哪一个是发电机的正极。NSNSNSNS第24页，共27页，编辑于2022年，星期三五、电视显像管的工作原理五、电视显像管的工作原理第25页，共27页，编辑于2022年，星期三绕有绝缘的通电导线的铁环，电流方向如图绕有绝缘的通电导线的铁环，电流方向如图所示，若有一电子束以所示，若有一电子束以垂直于纸面向里垂直于纸面向里的速度从的速度从O点射入，则电子的运动轨迹？点射入，则电子的运动轨迹？向右向右偏转偏转向左向左偏转偏转向下向下偏转偏转向上向上偏转偏转BBBB第26页，共27页，编辑于2022年，星期三练习4：图中所示为电视机显像管中电子束偏转的示意图。磁环上的偏转线圈通以图示方向的电流时，沿轴线向纸内射入的电子束的偏转方向是：（）A向上；B向下 C向左；D向右C第27页，共27页，编辑于2022年，星期三