高二物理 3.5磁场对运动电荷的作用力教学课件.ppt

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1、5 5 5 5运动电荷在磁场中受到的力运动电荷在磁场中受到的力2021/8/11 星期三1引言引言 电电视视机机显显像像管管中中的的电电子子只只是是细细细细的的一一束束，为为什什么么能能使使整整个个屏屏幕幕发发光光？从从宇宇宙宙深深处处射射来来的的带带电电粒粒子子，为为什什么么不不能能直直接接射射地地球球？为为什什么么只只在在地地球球两两极形成极形成绚丽绚丽多彩的极光多彩的极光解解开开这这些些问问题题的的钥钥匙匙就就是是本本节节学学习习的磁的磁场对场对运运动电动电荷的作用荷的作用规规律。律。2021/8/11 星期三2知识构建知识构建2021/8/11 星期三3探究一、探究一、既然磁场对电流有

2、力的作用既然磁场对电流有力的作用,而而电流是由电荷的定向移动形成的电流是由电荷的定向移动形成的.那么磁那么磁场是否对运动电荷也有作用力呢场是否对运动电荷也有作用力呢?1、运、运动电动电荷在磁荷在磁场场中受到的力称中受到的力称为为洛洛伦兹伦兹力。力。条件：条件：且且 和和 不共线不共线相关知识相关知识探究二、探究二、我们曾经用左手定则判定安培我们曾经用左手定则判定安培力的方向，能不能用类似的方法判定运力的方向，能不能用类似的方法判定运动电荷（电子束）的受力方向呢？动电荷（电子束）的受力方向呢？左手定则：左手定则：伸开左手伸开左手,使拇指与其使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌余四个手指垂直，并

3、且都与手掌在同一平面内在同一平面内;让磁感线从掌心进让磁感线从掌心进入入,并并使四指指向正电荷运动的方使四指指向正电荷运动的方向向,这时拇指所指的方向就是运动这时拇指所指的方向就是运动正电荷所受洛伦兹力的方向正电荷所受洛伦兹力的方向。2、洛、洛伦兹伦兹力的方向力的方向说明：说明：安培力和洛伦兹力在本质安培力和洛伦兹力在本质上属同一种力；安培力是洛伦兹上属同一种力；安培力是洛伦兹力的宏观表现，洛伦兹力是安培力的宏观表现，洛伦兹力是安培力的微观本质。力的微观本质。2021/8/11 星期三4教材延伸教材延伸1.在用左手定在用左手定则则判断运判断运动电动电荷在磁荷在磁场场中所受洛中所受洛伦兹伦兹力的

4、方向力的方向时时，对对于正于正电电荷，四指指向荷，四指指向电电荷的运荷的运动动方向方向；但；但对对于于负电负电荷，荷，四指四指应应指向指向电电荷运荷运动动的反方向的反方向.2.洛洛伦兹伦兹力方向力方向总总是与是与电电荷运荷运动动方向和磁方向和磁场场方向垂直，即洛方向垂直，即洛伦兹伦兹力的方向力的方向总总是垂直于是垂直于电电荷运荷运动动方向和磁方向和磁场场方向所决定的平面，方向所决定的平面，F、B、v三者的方向关系是三者的方向关系是FB，F v，但，但B与与v不一定垂直不一定垂直.3.由于洛由于洛伦兹伦兹力始力始终终与速与速 度方向垂直，故度方向垂直，故洛洛伦兹伦兹力永不做功力永不做功.2021

5、/8/11 星期三5探究三、探究三、洛伦兹力的大小洛伦兹力的大小 推推导导：设设设设有一段有一段长为长为L，横截，横截面面积为积为S的直的直导线导线，单单位体位体积积内的自内的自由由电电荷数荷数为为n，每个自由，每个自由电电荷的荷的电电荷荷量量为为q，自由，自由电电荷定向移荷定向移动动的速率的速率为为v这段通电导线垂直磁场方向放入这段通电导线垂直磁场方向放入磁感应强度为磁感应强度为B的匀强磁场中，求：的匀强磁场中，求：(1)通通电导线电导线中的中的电电流流 (2)通通电导线电导线所受的安培力所受的安培力 (3)这这段段导线导线内的自由内的自由电电荷数荷数 (4)每个每个电电荷所受的洛荷所受的洛

6、伦兹伦兹力力 电电荷量荷量为为q的粒子以速度的粒子以速度v运运动时动时,如果如果速度方向与磁感速度方向与磁感应应强强度方向度方向垂直垂直,那么粒子那么粒子所受的洛所受的洛伦兹伦兹力力为为 如果速度方向与磁感应强度方向的夹如果速度方向与磁感应强度方向的夹角为角为,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?3、洛、洛伦兹伦兹力的大小力的大小+F安安2021/8/11 星期三6+以正电荷为例以正电荷为例2021/8/11 星期三7 在太阳创造的诸如光和热等形式的能量中，在太阳创造的诸如光和热等形式的能量中，有一种能量被称为有一种能量被称为“太阳风太阳风”。这是一束可以。这是一束可以覆盖地

7、球的强大的带电亚原子颗粒流，该太阳覆盖地球的强大的带电亚原子颗粒流，该太阳风在地球上空环绕地球流动，以大约每秒风在地球上空环绕地球流动，以大约每秒400公里的速度撞击地球磁场，公里的速度撞击地球磁场，磁场使该颗粒流偏磁场使该颗粒流偏向地磁极下落向地磁极下落，它们与氧和氮的原子碰撞，击，它们与氧和氮的原子碰撞，击走电子，使之成为激发态的离子，这些离子发走电子，使之成为激发态的离子，这些离子发射不同波长的辐射，产生出红、绿或蓝等色的射不同波长的辐射，产生出红、绿或蓝等色的极光特征色彩，形成极光。在南极地区形成的极光特征色彩，形成极光。在南极地区形成的叫南极光。在北极地区同样可看到这一现象，叫南极光

8、。在北极地区同样可看到这一现象，称之为北极光。称之为北极光。2021/8/11 星期三8应用：应用：电视显像管的工作原理电视显像管的工作原理1、构造、构造:电电子子枪枪(阴极阴极)、偏、偏转线转线圈、圈、荧荧光屏等光屏等2、原理：、原理：应应用用电电子束磁偏子束磁偏转转的原理的原理 电子束在荧光屏上扫描一电子束在荧光屏上扫描一行之后，迅速返回（虚线），行之后，迅速返回（虚线），再做下一次扫描，直到荧光再做下一次扫描，直到荧光屏的下端。屏的下端。2021/8/11 星期三9 磁流体磁流体发电发电机机1.磁磁流流体体发发电电是是一一项项新新兴兴技技术术，它它可可以以把把内内能直接能直接转转化化为电为电能能2.根根据据左左手手定定则则，如如右右图图中中的的B板板是是发发电电机机正极正极 3.磁磁流流体体发发电电机机两两极极板板间间的的距距离离为为d,等等离离子子体体速速度度为为v,磁磁场场磁磁感感应应强强度度为为B,则则两两极极板板间间能能达达到的最大到的最大电势电势差差U=Bdv.2021/8/11 星期三10课堂小结课堂小结2021/8/11 星期三112021/8/11 星期三12