运动电荷在磁场中受到的力 (2)精.ppt

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1、运动电荷在磁场中受到的力第1页，本讲稿共32页复习复习前面我们学习了磁场对电流的作用前面我们学习了磁场对电流的作用力，下面思考两个问题：力，下面思考两个问题：1.1.如图判定安培力的方向如图判定安培力的方向第2页，本讲稿共32页复习复习若已知若已知B=4.010B=4.010-2-2 T T，导线长，导线长L=10 cmL=10 cm，I=1 A.I=1 A.求：导线所受的安培力大小求：导线所受的安培力大小？解：解：F=BIL=410F=BIL=410-2-2 T1 A0.1 m T1 A0.1 m =410 =410-3-3 N N第3页，本讲稿共32页复习复习2.2.什么是电流？什么是电流

2、？电荷的定向移动形成电流电荷的定向移动形成电流.第4页，本讲稿共32页 磁场对通电导线有力的作用，电流是由磁场对通电导线有力的作用，电流是由电荷的定向移动形成的，这个力可能是作用电荷的定向移动形成的，这个力可能是作用在运动电荷上的，而安培力是作用在运动电在运动电荷上的，而安培力是作用在运动电荷上的力的宏观表现荷上的力的宏观表现.磁场对电荷有力的作用磁场对电荷有力的作用吗？吗？第5页，本讲稿共32页生活中的现象第6页，本讲稿共32页第7页，本讲稿共32页太阳喷射出的带电太阳喷射出的带电粒子（称太阳风）粒子（称太阳风）受地球磁场的作用受地球磁场的作用而进入地球的两极而进入地球的两极地区，轰击高层大

3、地区，轰击高层大气气体使其电离的气气体使其电离的彩色发光现象称为彩色发光现象称为极光极光第8页，本讲稿共32页实验探究实验探究电子射线管的原理：电子射线管的原理：从阴极发射出来电子，在阴阳两从阴极发射出来电子，在阴阳两极间的高压作用下，使电子加速，形极间的高压作用下，使电子加速，形成电子束，撞击玻璃管里的稀薄气体成电子束，撞击玻璃管里的稀薄气体分子，发生电离分子，发生电离,看到了辉光看到了辉光,从而显从而显示电子束的运动轨迹。示电子束的运动轨迹。第9页，本讲稿共32页实验探究实验探究实验现象：实验现象：在没有外磁场时，电子束在没有外磁场时，电子束沿直线运动，将磁铁靠近阴极射沿直线运动，将磁铁靠

4、近阴极射线管，发现电子束运动轨迹发生线管，发现电子束运动轨迹发生了弯曲。了弯曲。结论：磁场对运动电荷有力的结论：磁场对运动电荷有力的作用。作用。第10页，本讲稿共32页 运动电荷在磁场中受到的作用运动电荷在磁场中受到的作用力叫做力叫做洛伦兹力。洛伦兹力。安培力是洛伦兹力的安培力是洛伦兹力的宏观表现。宏观表现。洛伦兹力洛伦兹力是安培力的是安培力的微观本质微观本质。第11页，本讲稿共32页左手定则：左手定则：伸开左手，使大拇指跟其余四个伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直且处于同一平面内，把手放入磁场手指垂直且处于同一平面内，把手放入磁场中，让磁感线从掌心进入，四指指向电流方中，让磁感线从掌心进入

5、，四指指向电流方向，那么大拇指所指的方向就是向，那么大拇指所指的方向就是运动电荷运动电荷所所受的洛伦兹力方向受的洛伦兹力方向（1）对于正电荷四指指向电流方向即）对于正电荷四指指向电流方向即指向正电荷的运动方向指向正电荷的运动方向（2）对于负电荷四指指向电流方向即）对于负电荷四指指向电流方向即指向负电荷运动的反方向指向负电荷运动的反方向洛伦兹力方向判定方法：洛伦兹力方向判定方法：第12页，本讲稿共32页vvFF第13页，本讲稿共32页1、判断下列粒子在磁场中所受洛伦兹力的方向、判断下列粒子在磁场中所受洛伦兹力的方向 +v60 +vvv45-1234BBBBFF垂直纸面向里垂直纸面向里不受力不受力

6、训练训练-第14页，本讲稿共32页洛伦兹力的方向洛伦兹力的方向+vB垂直纸面向里垂直纸面向里第15页，本讲稿共32页洛伦兹力的方向洛伦兹力的方向带电粒子在磁场中运动时受到的洛带电粒子在磁场中运动时受到的洛伦兹力始终与带电粒子速度方向垂伦兹力始终与带电粒子速度方向垂直。直。第16页，本讲稿共32页思考：洛伦兹力的大小思考：洛伦兹力的大小 安培力是洛伦兹力安培力是洛伦兹力的的宏观表现。宏观表现。电荷定向移动行成电荷定向移动行成电流。电流。第17页，本讲稿共32页 洛伦兹力大小可能会与哪些因洛伦兹力大小可能会与哪些因素有关素有关?当电荷运动方向跟磁场方向垂直时洛当电荷运动方向跟磁场方向垂直时洛伦兹力

7、的大小跟三个因素相关伦兹力的大小跟三个因素相关:1.磁感应强度磁感应强度B2.电荷量电荷量q3.电荷运动快慢电荷运动快慢v第18页，本讲稿共32页IBFvvvv 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，单位体积内的的直导线，单位体积内的自由电荷数为自由电荷数为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，自由电荷定向，自由电荷定向移动的速率为移动的速率为v v。这段通电导线垂直磁场方向放入磁感应强。这段通电导线垂直磁场方向放入磁感应强度为度为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

8、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洛伦兹力大小洛伦兹力大小第19页，本讲稿共32页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洛伦兹力大小洛伦兹力大小第20页，本讲稿共32页 F F洛洛=qVB (VB=qVB (VB）F F洛洛=0 (VB=0 (VB）当当V V与与B B成一角度成一角度时时 F F洛洛=qVBsin=qVBsin 洛伦兹力大

9、小洛伦兹力大小第21页，本讲稿共32页V2V1第22页，本讲稿共32页课堂训练课堂训练电子的速率电子的速率v v=310=3106 6 m/s m/s，垂直射入，垂直射入B B=0.10 T=0.10 T的匀强磁场中，它受到的洛的匀强磁场中，它受到的洛伦兹力是多大？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解：由题意知解：由题意知v垂直垂直B,由洛伦兹力公式得由洛伦兹力公式得：第23页，本讲稿共32页小小 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

10、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、洛伦兹力的方向：左手定则、洛伦兹力的方向：左手定则 洛伦兹力始终与带电粒子速度方向洛伦兹力始终与带电粒子速度方向 垂直垂直 、与磁感应强度方向垂直与磁感应强度方向垂直 。3 3、洛伦兹力大小：、洛伦兹力大小：F F洛洛=qVBsin=qVBsin VB F VB F洛洛=qVB=qVB VB F VB F洛洛=0=0F vF vF BF B第24页，本讲稿共32页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关系？）洛伦兹力方向与带电粒子的运动方向有什么关系？洛伦兹力方向始终与带电粒子运动方向洛伦兹力方

11、向始终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响？）洛伦兹力对带电粒子运动的速度有什么影响？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小大小（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直，由于洛伦兹力方向始终与带电粒子运动方向垂直，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F vF vF BF B第25页，本讲稿共32页课堂训练课堂训练 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

12、()()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26页，本讲稿共32页 关于带电粒子所受洛仑兹力关于带电粒子所受洛仑兹力F F、磁感应强度、磁感应强度B B和粒子速度和粒子速度v v三者之间的关系，下列说法三者之间的关系，下列说法中正确的是（中正确的是（）A A、F F、B B、v v三者必定均相互垂直三者必定均相互垂直 B B、F F必定垂直于必定垂直于B B、v v，但，但B B不一定垂直不一定垂直v v C

13、 C、B B必定垂直于必定垂直于F F，但，但F F不一定垂直于不一定垂直于v v D D、v v必定垂直于必定垂直于F F，但，但F F不一定垂直于不一定垂直于B B第27页，本讲稿共32页拓展延伸拓展延伸 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沿螺线管中轴沿螺线管中轴线进入该通电螺线管，若不计重力，则线进入该通电螺线管，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；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。CD第28页，本讲稿共32页 电子以

14、电子以4104106 6m/sm/s的速率垂直的速率垂直 射入磁感应射入磁感应强度为强度为0.5T0.5T的匀强磁场中，受到的洛伦兹的匀强磁场中，受到的洛伦兹力为力为 N N，如果电子射入磁，如果电子射入磁场时的速度场时的速度v v与与B B的方向间的夹角是的方向间的夹角是3030，则电子所受的洛伦兹力为则电子所受的洛伦兹力为 N N 1.610-133.210-13 第29页，本讲稿共32页 如图表示磁场如图表示磁场B的方向、电荷运动的方向、电荷运动v的方向的方向和磁场对运动电荷作用力和磁场对运动电荷作用力f方向的相互关系，其方向的相互关系，其中中B、v、f的方向两两相垂直，正确的图是的方向

15、两两相垂直，正确的图是()ABD第30页，本讲稿共32页 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=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。设整个斜面放在匀强磁场中，整个斜面放在匀强磁场中，B=0.5TB=0.5T，方向如图，若，方向如图，若斜面足够长，问：斜面足够长，问：（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？（2 2）如果将磁场反向，）如果将磁场反向，其

16、他条件不变，物块其他条件不变，物块下滑时将发生什么下滑时将发生什么情况情况？第31页，本讲稿共32页应用：电视显像管的工作原理应用：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，偏转磁场应该怎样点逐渐移动，偏转磁场应该怎样变化？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32页，本讲稿共32页