运动电荷在磁场中受到的力 (2)讲稿.ppt

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1、关于运动电荷在磁场中受到的力(2)第一页，讲稿共二十七页哦第二页，讲稿共二十七页哦3.5 3.5 磁场对运动电荷的作用力磁场对运动电荷的作用力第三页，讲稿共二十七页哦l一、磁场对运动电荷的作用力一、磁场对运动电荷的作用力l阴极射线在磁场中的偏转阴极射线在磁场中的偏转l1演示实验：电子射线管发出的电子束，下图甲中的径迹是 把电子射线管放在蹄形磁铁的磁场中，如图所示，电子束的径迹向 发生了偏转，若调换磁铁南北极的位置，则电子束的径迹会向 偏转 直线直线下下上上第四页，讲稿共二十七页哦运动电荷运动电荷在磁场中受到的作用力叫在磁场中受到的作用力叫做做洛伦兹力洛伦兹力.安培力是洛伦兹力的安培力是洛伦兹力

2、的宏观表现宏观表现。第五页，讲稿共二十七页哦二、洛伦兹力的方向二、洛伦兹力的方向左手定则：伸开左手左手定则：伸开左手,使拇指与其余四个手指垂使拇指与其余四个手指垂直直,并且都与手掌在同一平面内并且都与手掌在同一平面内;让磁感线让磁感线从掌心从掌心进入进入,并使四指并使四指指指向向正电荷正电荷运动的方向运动的方向,这时拇这时拇指所指的方向就是指所指的方向就是运动的运动的正电荷正电荷在磁场中所在磁场中所受洛受洛伦兹力伦兹力的方向的方向.第六页，讲稿共二十七页哦课堂训练课堂训练1q竖直向上竖直向上竖直向上竖直向上垂直纸面向内垂直纸面向内 垂直纸面向外垂直纸面向外1、判断下列粒子进入磁场时所受的洛伦兹

3、判断下列粒子进入磁场时所受的洛伦兹力的方向力的方向 第七页，讲稿共二十七页哦训练训练2：试判断各图中带电粒子受洛伦兹力的方向，或试判断各图中带电粒子受洛伦兹力的方向，或带电粒子的电性、或带点粒子的运动方向。带电粒子的电性、或带点粒子的运动方向。vffv洛伦兹力方向垂直纸面向里v洛伦兹力方向垂直纸面向外v第八页，讲稿共二十七页哦IBFvvvv三、洛伦兹力大小三、洛伦兹力大小 设有一段长为设有一段长为L L，横截面积为，横截面积为S S的直导线，单位体积的直导线，单位体积内的自由电荷数为内的自由电荷数为n n，每个自由电荷的电荷量为，每个自由电荷的电荷量为q q，自，自由电荷定向移动的速率为由电荷

4、定向移动的速率为v v。这段通电导线。这段通电导线垂直垂直磁场磁场方向放入磁感应强度为方向放入磁感应强度为B B的匀强磁场中，求的匀强磁场中，求（1 1）通电导线中的电流）通电导线中的电流（2 2）通电导线所受的安培力）通电导线所受的安培力（3 3）这段导线内的自由电荷数）这段导线内的自由电荷数（4 4）每个电荷所受的洛伦兹力）每个电荷所受的洛伦兹力第九页，讲稿共二十七页哦导线中的电流强度导线中的电流强度 I=导线中的电荷的总个数为导线中的电荷的总个数为N=每个电荷受力为每个电荷受力为nqSvnSL导线受安培力为导线受安培力为 F安安=BIL=BnqSvL三、洛伦兹力大小三、洛伦兹力大小第十页

5、，讲稿共二十七页哦F F洛洛=qVB (=qVB (VBVB）F F洛洛=0 (=0 (VBVB）F F洛洛=qVBsin=qVBsin(当当V V与与B B成一角度成一角度时时)三、洛伦兹力大小三、洛伦兹力大小第十一页，讲稿共二十七页哦思考与讨论思考与讨论（1 1）洛伦兹力方向与带电粒子的运动方向有什么）洛伦兹力方向与带电粒子的运动方向有什么关系？关系？洛伦兹力方向与带电粒子运动方向洛伦兹力方向与带电粒子运动方向垂直垂直（2 2）洛伦兹力对带电粒子运动的速度有什么影）洛伦兹力对带电粒子运动的速度有什么影响？响？只只改变改变粒子速度的粒子速度的方向方向，不改变不改变粒子速度的粒子速度的大大小小

6、（3 3）洛伦兹力对带电粒子做的功是多少？）洛伦兹力对带电粒子做的功是多少？由于洛伦兹力方向始终与带电粒子运动方向垂由于洛伦兹力方向始终与带电粒子运动方向垂直直,所以所以洛伦兹力对运动电荷不做功洛伦兹力对运动电荷不做功第十二页，讲稿共二十七页哦课堂训练课堂训练1 1、试判断下列各图带电粒子所受洛试判断下列各图带电粒子所受洛仑兹力的方向、或磁场的方向、或仑兹力的方向、或磁场的方向、或粒子运动方向粒子运动方向(q,v,B(q,v,B两两垂直两两垂直)Fv v垂直纸面向外垂直纸面向外第十三页，讲稿共二十七页哦课堂训练课堂训练2、电子的速率电子的速率v v=310=3106 6 m/s m/s，垂直射

7、，垂直射入入B B=0.10 T=0.10 T的匀强磁场中，它受到的的匀强磁场中，它受到的洛伦兹力是多大？洛伦兹力是多大？F F洛洛=qvBqvB =1.6010=1.6010-19-193103106 60.100.10 =4.810 =4.810-14-14 N N第十四页，讲稿共二十七页哦课堂训练课堂训练3 3、当一带正电当一带正电q q的粒子以速度的粒子以速度v v沿螺线管中轴线沿螺线管中轴线进入该通电螺线管，若不计重力，则（进入该通电螺线管，若不计重力，则（）A A带电粒子速度大小改变；带电粒子速度大小改变；B B带电粒子速度方向改变；带电粒子速度方向改变；C C带电粒子速度大小不变

8、；带电粒子速度大小不变；D D带电粒子速度方向不变。带电粒子速度方向不变。C D C D 第十五页，讲稿共二十七页哦课堂训练课堂训练4 4、电子以初速度电子以初速度V V垂直进入磁感应强度为垂直进入磁感应强度为B B的匀强磁场中的匀强磁场中,则则 ()()A.A.磁场对电子的作用力始终不变磁场对电子的作用力始终不变.B.B.磁场对电子的作用力始终不做功磁场对电子的作用力始终不做功 C.C.电子的速度始终不变电子的速度始终不变.D.D.电子的动能始终不变电子的动能始终不变BD第十六页，讲稿共二十七页哦小小 结结1 1、洛伦兹力：磁场对运动电荷的作用力、洛伦兹力：磁场对运动电荷的作用力 安培力是洛

9、伦兹力的宏观表现安培力是洛伦兹力的宏观表现2 2、洛伦兹力的方向：左手定则、洛伦兹力的方向：左手定则 F v F B F v F B 3 3、洛伦兹力大小：、洛伦兹力大小：F F洛洛=qVBsin=qVBsin VB VB F F洛洛=qVB=qVB VBVB F F洛洛=0=04 4、特点：洛伦兹力只改变速度的方向，不、特点：洛伦兹力只改变速度的方向，不改变速度的大小，洛伦兹力对运动电荷改变速度的大小，洛伦兹力对运动电荷不做功不做功 第十七页，讲稿共二十七页哦三、电视显像管的工作原理三、电视显像管的工作原理 1 1、要是电子打在、要是电子打在A A点，偏转磁场应点，偏转磁场应该沿什么方向？该

10、沿什么方向？垂直纸面向外垂直纸面向外2 2、要是电子打在、要是电子打在B B点，偏转磁场应点，偏转磁场应该沿什么方向？该沿什么方向？垂直纸面向里垂直纸面向里3 3、要是电子打从、要是电子打从A A点向点向B B点逐渐移动，偏转磁场应该点逐渐移动，偏转磁场应该怎样变化？怎样变化？先垂直纸面向外并逐渐减小，先垂直纸面向外并逐渐减小，然后垂直纸面向里并逐渐增大。然后垂直纸面向里并逐渐增大。第十八页，讲稿共二十七页哦第二课时第二课时l带电体（粒子）在带电体（粒子）在复合场复合场中的中的直线运动直线运动l复合场：复合场：电场电场，重力场重力场，磁场磁场三种场三种场第十九页，讲稿共二十七页哦 对带电对带电

11、物体在复合物体在复合场场中运中运动动是否考是否考虑虑重力重力问题问题l点点拨拨：l电电子、子、质质子、子、粒子、离子等微粒子、离子等微观观粒子无特粒子无特殊殊说说明一般不明一般不计计重力，重力，带电带电小球、小球、尘尘埃、油埃、油滴、液滴等滴、液滴等带电颗带电颗粒无特殊粒无特殊说说明一般要考明一般要考虑虑重力如果有具体数据，可通重力如果有具体数据，可通过过比比较较确定是确定是否考否考虑虑重力重力l注意重力、注意重力、电场电场力做功与路径无关，洛力做功与路径无关，洛伦伦兹兹力始力始终终和运和运动动方向垂直，永不做功的特点方向垂直，永不做功的特点 第二十页，讲稿共二十七页哦思考1l质量为质量为m，

12、电荷量为，电荷量为q的微粒以速度的微粒以速度v与水与水平成平成45度进入匀强磁场中，如图磁场的度进入匀强磁场中，如图磁场的方向垂直纸面向里，如微粒在电场，磁方向垂直纸面向里，如微粒在电场，磁场及重力的作用下做匀速直线运动，则场及重力的作用下做匀速直线运动，则电场强度的大小电场强度的大小E=-.磁感应强度大小磁感应强度大小B=-vm,q第二十一页，讲稿共二十七页哦(1)平行板中平行板中电场电场强强度度E和磁感和磁感应应强强度度B互相互相垂直，垂直，这这种装置能把具有一定速度的粒种装置能把具有一定速度的粒子子选择选择出来，所以叫做速度出来，所以叫做速度选择选择器器(2)带电带电粒子能粒子能够够匀速

13、沿直匀速沿直线线通通过过速度速度选选择择器器时时的速度是的速度是v一：速度选择器一：速度选择器第二十二页，讲稿共二十七页哦特特别别提醒：提醒：只要只要带电带电粒子的速率粒子的速率满满足足VE/B，即，即使使电电性不同，性不同，电电荷不同，也可沿直荷不同，也可沿直线线穿出右穿出右侧侧小孔，而其他速率的粒子要小孔，而其他速率的粒子要么上偏，要么下偏，无法穿出因此么上偏，要么下偏，无法穿出因此利用利用这这个装置可以用来个装置可以用来选择选择某一速率某一速率的的带电带电粒子，故称粒子，故称为为速度速度选择选择器器.第二十三页，讲稿共二十七页哦二：磁流体发电机二：磁流体发电机(1)磁流体磁流体发电发电是

14、一是一项项新新兴兴技技术术，它可以把内能直，它可以把内能直接接转转化化为电为电能能(2)根据左手定根据左手定则则，如下，如下图图中的中的B板是板是发电发电机正极机正极(3)磁流体磁流体发电发电机两极板机两极板间间的距离的距离为为d，等粒子体，等粒子体速度速度为为v，磁，磁场场磁感磁感应应强强度度为为B，则则两极板两极板间间能能达到的最大达到的最大电势电势差差UBdv.第二十四页，讲稿共二十七页哦例题例题：质量质量m=0.110m=0.110-3-3kgkg的小物块，带有电量为的小物块，带有电量为 q=510q=510-4-4C C的正电荷，放在斜面上，斜面的倾角的正电荷，放在斜面上，斜面的倾角

15、=30=30，物块与斜面间的动摩擦因数，物块与斜面间的动摩擦因数=0.4=0.4。设整个斜面放在匀强磁场中，设整个斜面放在匀强磁场中，B=0.5TB=0.5T，方向如，方向如图，若斜面足够长，问：图，若斜面足够长，问：l（1 1）物块下滑时，能达到的最大速率为多少？）物块下滑时，能达到的最大速率为多少？l（2 2）如果将磁场反向，其他条件不变，物块下）如果将磁场反向，其他条件不变，物块下滑时将发生什么情况？滑时将发生什么情况？第二十五页，讲稿共二十七页哦 2、摆长为摆长为L L的单摆在匀强磁场中摆动，摆动中摆线的单摆在匀强磁场中摆动，摆动中摆线始终绷紧，若摆球带正电，电量为始终绷紧，若摆球带正电，电量为q q，质量为，质量为m m，磁，磁感应强度为感应强度为B B，当小球从最高处摆到最低处，摆线，当小球从最高处摆到最低处，摆线上拉力上拉力T T多大？多大？解析：解析：摆球在运动中洛伦兹力不做功，摆球在运动中洛伦兹力不做功，由动能定理得：由动能定理得：第二十六页，讲稿共二十七页哦感谢大家观看第二十七页，讲稿共二十七页哦