湖南省长郡中学高中物理 第三章 第五节 运动电荷在磁场中受到的力课件 新人教选修31.ppt

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1、运动电荷在磁场中受到的力运动电荷在磁场中受到的力2021/8/8 星期日1既然磁场对电流有力的作用，而电既然磁场对电流有力的作用，而电流是由电荷的定向移动形成的。那么磁流是由电荷的定向移动形成的。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？【问题思考问题思考】2021/8/8 星期日2实验：电子射线管的原理实验：电子射线管的原理从阴极发射出来电子，在阴阳两极间的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，形成电子束，轰高压作用下，使电子加速，形成电子束，轰击到长条形的荧光屏上激发出荧光，可以显击到长条形的荧光屏上激发出荧光，可以显示电子束的运动轨迹。示电子束

2、的运动轨迹。实验现象：实验现象：实验结论：实验结论：2021/8/8 星期日3运动电荷在磁场中受到的作用力叫洛伦兹力运动电荷在磁场中受到的作用力叫洛伦兹力.一、洛伦兹力一、洛伦兹力2021/8/8 星期日4运动电荷在磁场中受到的作用力叫洛伦兹力运动电荷在磁场中受到的作用力叫洛伦兹力.一、洛伦兹力一、洛伦兹力为什么磁场对通电导线有作用力？为什么磁场对通电导线有作用力？2021/8/8 星期日5运动电荷在磁场中受到的作用力叫洛伦兹力运动电荷在磁场中受到的作用力叫洛伦兹力.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洛伦兹力是安培力的微观本质洛伦兹力是安培力的微观本质一、洛伦兹力一、洛伦兹力

3、为什么磁场对通电导线有作用力？为什么磁场对通电导线有作用力？2021/8/8 星期日6vqv-q二、洛伦兹力的方向二、洛伦兹力的方向2021/8/8 星期日7左手定则：左手定则：vqFv-qF二、洛伦兹力的方向二、洛伦兹力的方向2021/8/8 星期日8vvBvBBBv甲甲乙乙丙丙丁丁训练加固训练加固 试判断下图中的带电粒子刚进入磁场试判断下图中的带电粒子刚进入磁场 时所受的洛伦兹力的方向时所受的洛伦兹力的方向.2021/8/8 星期日9vvFBvBBBv甲甲乙乙丙丙丁丁训练加固训练加固 试判断下图中的带电粒子刚进入磁场试判断下图中的带电粒子刚进入磁场 时所受的洛伦兹力的方向时所受的洛伦兹力的

4、方向.2021/8/8 星期日10vFvFBvBBBv甲甲乙乙丙丙丁丁训练加固训练加固 试判断下图中的带电粒子刚进入磁场试判断下图中的带电粒子刚进入磁场 时所受的洛伦兹力的方向时所受的洛伦兹力的方向.2021/8/8 星期日11vFvFBvBBBv甲甲乙乙丙丙丁丁训练加固训练加固 试判断下图中的带电粒子刚进入磁场试判断下图中的带电粒子刚进入磁场 时所受的洛伦兹力的方向时所受的洛伦兹力的方向.F垂直于垂直于纸面向外纸面向外2021/8/8 星期日12vFvFBvBBBv甲甲乙乙丙丙丁丁训练加固训练加固 试判断下图中的带电粒子刚进入磁场试判断下图中的带电粒子刚进入磁场 时所受的洛伦兹力的方向时所受

5、的洛伦兹力的方向.F垂直于垂直于纸面向外纸面向外F垂直于垂直于纸面向外纸面向外2021/8/8 星期日13vFvFBvBBBv甲甲乙乙丙丙丁丁训练加固训练加固 试判断下图中的带电粒子刚进入磁场试判断下图中的带电粒子刚进入磁场 时所受的洛伦兹力的方向时所受的洛伦兹力的方向.心得体会心得体会F垂直于垂直于纸面向外纸面向外F垂直于垂直于纸面向外纸面向外2021/8/8 星期日14vFvFBvBBBv1.以相同速度进入同一磁场的正、负以相同速度进入同一磁场的正、负 电荷受到的洛伦兹力方向相反电荷受到的洛伦兹力方向相反;2.洛伦兹力的方向垂直于洛伦兹力的方向垂直于v和和B组成的平面组成的平面甲甲乙乙丙丙

6、丁丁训练加固训练加固 试判断下图中的带电粒子刚进入磁场试判断下图中的带电粒子刚进入磁场 时所受的洛伦兹力的方向时所受的洛伦兹力的方向.心得体会心得体会F垂直于垂直于纸面向外纸面向外F垂直于垂直于纸面向外纸面向外2021/8/8 星期日15vFvFBvBBBv1.以相同速度进入同一磁场的正、负以相同速度进入同一磁场的正、负 电荷受到的洛伦兹力方向相反电荷受到的洛伦兹力方向相反;2.洛伦兹力的方向垂直于洛伦兹力的方向垂直于v和和B组成的平面组成的平面甲甲乙乙丙丙丁丁训练加固训练加固 试判断下图中的带电粒子刚进入磁场试判断下图中的带电粒子刚进入磁场 时所受的洛伦兹力的方向时所受的洛伦兹力的方向.心得

7、体会心得体会 F洛洛vBF垂直于垂直于纸面向外纸面向外F垂直于垂直于纸面向外纸面向外2021/8/8 星期日16洛伦兹力的特点：洛伦兹力的特点：2021/8/8 星期日171.洛伦兹力的方向既垂直于磁场，又垂直于洛伦兹力的方向既垂直于磁场，又垂直于 速度，即垂直于速度，即垂直于v和和B所组成的平面所组成的平面洛伦兹力的特点：洛伦兹力的特点：2021/8/8 星期日181.洛伦兹力的方向既垂直于磁场，又垂直于洛伦兹力的方向既垂直于磁场，又垂直于 速度，即垂直于速度，即垂直于v和和B所组成的平面所组成的平面2.洛伦兹力只改变速度的方向，不改变速度洛伦兹力只改变速度的方向，不改变速度 的大小的大小洛

8、伦兹力的特点：洛伦兹力的特点：2021/8/8 星期日191.洛伦兹力的方向既垂直于磁场，又垂直于洛伦兹力的方向既垂直于磁场，又垂直于 速度，即垂直于速度，即垂直于v和和B所组成的平面所组成的平面2.洛伦兹力只改变速度的方向，不改变速度洛伦兹力只改变速度的方向，不改变速度 的大小的大小3.洛伦兹力对电荷不做功洛伦兹力对电荷不做功洛伦兹力的特点：洛伦兹力的特点：2021/8/8 星期日20【思考与讨论思考与讨论】洛伦兹力大小可能会与洛伦兹力大小可能会与哪些因素有关哪些因素有关?你能从安培力的表达式导出洛你能从安培力的表达式导出洛伦磁力的表达式吗？伦磁力的表达式吗？三、洛伦兹力大小三、洛伦兹力大小

9、若有一段长度为若有一段长度为L的通电导线，横截面的通电导线，横截面积为积为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，每个自由电荷的电量为每个自由电荷的电量为q，定向移动的平均速，定向移动的平均速率为率为v，将这段导线垂直于磁场方向放入磁感，将这段导线垂直于磁场方向放入磁感应强度为应强度为B的匀强磁场中。的匀强磁场中。2021/8/8 星期日21 若有一段长度为若有一段长度为L的通电导线，横截面积的通电导线，横截面积为为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，每个自由电荷的电量为自由电荷的电量为q，定向移动的平均速率为，定向移动的平均速率为

10、v，将这段导线垂直于磁场方向放入磁感应强，将这段导线垂直于磁场方向放入磁感应强度为度为B的匀强磁场中。的匀强磁场中。推导推导 这段导体所受的安培力：这段导体所受的安培力：I的微观表达式：的微观表达式：这段导体中含有的自由电荷数：这段导体中含有的自由电荷数：2021/8/8 星期日22 若有一段长度为若有一段长度为L的通电导线，横截面积的通电导线，横截面积为为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，每个自由电荷的电量为自由电荷的电量为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，将这段导线垂直于磁场方向放入磁感应强度为度为

11、B的匀强磁场中。的匀强磁场中。推导推导 这段导体所受的安培力：这段导体所受的安培力：I的微观表达式：的微观表达式：这段导体中含有的自由电荷数：这段导体中含有的自由电荷数：F=BIL2021/8/8 星期日23 若有一段长度为若有一段长度为L的通电导线，横截面积的通电导线，横截面积为为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，每个自由电荷的电量为自由电荷的电量为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，将这段导线垂直于磁场方向放入磁感应强度为度为B的匀强磁场中。的匀强磁场中。推导推导 这段导体所受的安培力：这段导体所受的

12、安培力：I的微观表达式：的微观表达式：这段导体中含有的自由电荷数：这段导体中含有的自由电荷数：F=BILI=nqsv2021/8/8 星期日24 若有一段长度为若有一段长度为L的通电导线，横截面积的通电导线，横截面积为为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，每个自由电荷的电量为自由电荷的电量为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，将这段导线垂直于磁场方向放入磁感应强度为度为B的匀强磁场中。的匀强磁场中。推导推导 这段导体所受的安培力：这段导体所受的安培力：I的微观表达式：的微观表达式：这段导体中含有的自由电荷数

13、：这段导体中含有的自由电荷数：F=BILI=nqsvN=nLs2021/8/8 星期日25 若有一段长度为若有一段长度为L的通电导线，横截面积的通电导线，横截面积为为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，每个自由电荷的电量为自由电荷的电量为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，将这段导线垂直于磁场方向放入磁感应强度为度为B的匀强磁场中。的匀强磁场中。推导推导 这段导体所受的安培力：这段导体所受的安培力：I的微观表达式：的微观表达式：这段导体中含有的自由电荷数：这段导体中含有的自由电荷数：每个自由电荷所受的洛伦兹

14、力大小每个自由电荷所受的洛伦兹力大小：F=BILI=nqsvN=nLs2021/8/8 星期日26 若有一段长度为若有一段长度为L的通电导线，横截面积的通电导线，横截面积为为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，每个自由电荷的电量为自由电荷的电量为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，将这段导线垂直于磁场方向放入磁感应强度为度为B的匀强磁场中。的匀强磁场中。推导推导 这段导体所受的安培力：这段导体所受的安培力：I的微观表达式：的微观表达式：这段导体中含有的自由电荷数：这段导体中含有的自由电荷数：每个自由电荷所受

15、的洛伦兹力大小每个自由电荷所受的洛伦兹力大小：F=BILI=nqsvN=nLs2021/8/8 星期日27 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，如果速运动时，如果速度方向与磁感应强度方向垂直，那么粒子所受度方向与磁感应强度方向垂直，那么粒子所受的洛伦兹力为：的洛伦兹力为：(v垂直垂直B）问题问题若带电粒子不垂直射入磁场，电子若带电粒子不垂直射入磁场，电子受到的洛伦兹力又如何呢？受到的洛伦兹力又如何呢？v 2021/8/8 星期日28B 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，如果速运动时，如果速度方向与磁感应强度方向垂直，那么粒子所受度方向与磁感应强度方向垂直，那么

16、粒子所受的洛伦兹力为：的洛伦兹力为：(v垂直垂直B）问题问题若带电粒子不垂直射入磁场，电子若带电粒子不垂直射入磁场，电子受到的洛伦兹力又如何呢？受到的洛伦兹力又如何呢？B BF洛洛vB 为为B和和v之间之间的夹角的夹角 BvB 2021/8/8 星期日29当运动电荷的速度当运动电荷的速度v方向与磁感应强方向与磁感应强度度B方向的夹角为方向的夹角为，电荷所受的洛伦兹力，电荷所受的洛伦兹力大小为：大小为：(v B）(v B）特例特例:上式中各量的单位：上式中各量的单位：F洛为洛为N，q为为C，v为为m/s，B为为T2021/8/8 星期日30课堂练习课堂练习电子的速率电子的速率v=3.0106m/

17、s，沿着，沿着与磁场垂直的方向射入与磁场垂直的方向射入B=0.10T的匀强的匀强磁场中，它受到的洛伦兹力是多大？磁场中，它受到的洛伦兹力是多大？2021/8/8 星期日31课堂练习课堂练习电子的速率电子的速率v=3.0106m/s，沿着，沿着与磁场垂直的方向射入与磁场垂直的方向射入B=0.10T的匀强的匀强磁场中，它受到的洛伦兹力是多大？磁场中，它受到的洛伦兹力是多大？4.810-14N2021/8/8 星期日32 课堂练习课堂练习v来自宇宙的质子流，以与地球表面垂直来自宇宙的质子流，以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点，则这些质子的方向射向赤道上空的某一点，则这些质子在进入地球周围的空

18、间时，将在进入地球周围的空间时，将()A.竖直向下沿直线射向地面竖直向下沿直线射向地面B.相对于预定地面向东偏转相对于预定地面向东偏转C.相对于预定点稍向西偏转相对于预定点稍向西偏转D.相对于预定点稍向北偏转相对于预定点稍向北偏转2021/8/8 星期日33来自宇宙的质子流，以与地球表面垂直来自宇宙的质子流，以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点，则这些质子的方向射向赤道上空的某一点，则这些质子在进入地球周围的空间时，将在进入地球周围的空间时，将()A.竖直向下沿直线射向地面竖直向下沿直线射向地面B.相对于预定地面向东偏转相对于预定地面向东偏转C.相对于预定点稍向西偏转相对于预定点稍向西偏

19、转D.相对于预定点稍向北偏转相对于预定点稍向北偏转 v课堂练习课堂练习B2021/8/8 星期日34洛伦兹力和电场力的区别：洛伦兹力和电场力的区别：2021/8/8 星期日35洛伦兹力和电场力的区别：洛伦兹力和电场力的区别：1.电荷在电场中一定受到电场力的作电荷在电场中一定受到电场力的作用，与其运动状态无关；而电荷在磁场中不用，与其运动状态无关；而电荷在磁场中不一定受到磁场力作用，只有相对于磁场运动一定受到磁场力作用，只有相对于磁场运动且运动方向与磁场方向不平行的电荷才受磁且运动方向与磁场方向不平行的电荷才受磁场力作用。场力作用。2021/8/8 星期日36洛伦兹力和电场力的区别：洛伦兹力和电

20、场力的区别：1.电荷在电场中一定受到电场力的作电荷在电场中一定受到电场力的作用，与其运动状态无关；而电荷在磁场中不用，与其运动状态无关；而电荷在磁场中不一定受到磁场力作用，只有相对于磁场运动一定受到磁场力作用，只有相对于磁场运动且运动方向与磁场方向不平行的电荷才受磁且运动方向与磁场方向不平行的电荷才受磁场力作用。场力作用。2.大小：大小：F电电Eq，F洛洛=Bqvsin。2021/8/8 星期日37洛伦兹力和电场力的区别：洛伦兹力和电场力的区别：3.电荷所受电场力方向总是平行于电场电荷所受电场力方向总是平行于电场线的切线方向；而电荷所受磁场力的方向总线的切线方向；而电荷所受磁场力的方向总是既垂

21、直于磁场方向，又垂直于运动方向。是既垂直于磁场方向，又垂直于运动方向。2021/8/8 星期日38洛伦兹力和电场力的区别：洛伦兹力和电场力的区别：3.电荷所受电场力方向总是平行于电场电荷所受电场力方向总是平行于电场线的切线方向；而电荷所受磁场力的方向总线的切线方向；而电荷所受磁场力的方向总是既垂直于磁场方向，又垂直于运动方向。是既垂直于磁场方向，又垂直于运动方向。4.电场力要对运动电荷做功（电荷在等电场力要对运动电荷做功（电荷在等势面上运动除外）；而电荷在磁场中运动势面上运动除外）；而电荷在磁场中运动时，磁场力一定不会对电荷做功。时，磁场力一定不会对电荷做功。2021/8/8 星期日39原理：

22、应用电子束磁偏转的道理原理：应用电子束磁偏转的道理四、电视显像管的工作原理四、电视显像管的工作原理2021/8/8 星期日40四、电视显像管的工作原理四、电视显像管的工作原理思思考考与与讨讨论论2021/8/8 星期日41原理：应用电子束磁偏转的道理原理：应用电子束磁偏转的道理四、电视显像管的工作原理四、电视显像管的工作原理2021/8/8 星期日42在图所示的平行板之间，电场强度在图所示的平行板之间，电场强度E和磁和磁感应强度感应强度B相互垂直，具有不同水平速度的带相互垂直，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

23、度的粒子选择出来，所以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叫做速度选择器.若带正电粒子入射速度若带正电粒子入射速度则下列说法正确的是则下列说法正确的是()课堂练习课堂练习+-BE+q2021/8/8 星期日43课堂练习课堂练习A.粒子动能一定增加，电场力做正功粒子动能一定增加，电场力做正功B.粒子所受洛伦兹力一定增大，洛伦兹粒子所受洛伦兹力一定增大，洛伦兹力做正功力做正功C.粒子动能一定减少，洛伦兹力不做功粒子动能一定减少，洛伦兹力不做功D.电场力不做功，洛伦兹力做正功电场力不做功，洛伦兹力做正功+-BE+q2021/8/8 星期日44课堂练习课堂练习答案答案 AA.粒子动能

24、一定增加，电场力做正功粒子动能一定增加，电场力做正功B.粒子所受洛伦兹力一定增大，洛伦兹粒子所受洛伦兹力一定增大，洛伦兹力做正功力做正功C.粒子动能一定减少，洛伦兹力不做功粒子动能一定减少，洛伦兹力不做功D.电场力不做功，洛伦兹力做正功电场力不做功，洛伦兹力做正功+-BE+q2021/8/8 星期日45小结：小结：洛伦兹力：洛伦兹力：2021/8/8 星期日46小结：小结：洛伦兹力：洛伦兹力：1.定义：磁场对运动电荷的作用力定义：磁场对运动电荷的作用力 （注：通电导线在磁场中所受安培力是（注：通电导线在磁场中所受安培力是 洛伦兹力的宏观表现）洛伦兹力的宏观表现）2021/8/8 星期日47小结

25、：小结：洛伦兹力：洛伦兹力：1.定义：磁场对运动电荷的作用力定义：磁场对运动电荷的作用力 （注：通电导线在磁场中所受安培力是（注：通电导线在磁场中所受安培力是 洛伦兹力的宏观表现）洛伦兹力的宏观表现）2.方向判断方向判断左手定则左手定则2021/8/8 星期日48小结：小结：洛伦兹力：洛伦兹力：1.定义：磁场对运动电荷的作用力定义：磁场对运动电荷的作用力 （注：通电导线在磁场中所受安培力是（注：通电导线在磁场中所受安培力是 洛伦兹力的宏观表现）洛伦兹力的宏观表现）2.方向判断方向判断左手定则左手定则3.大小计算大小计算 f=qvBsin2021/8/8 星期日492021/8/8 星期日509

26、、静夜四无邻，荒居旧业贫。2022/12/262022/12/26Monday,December 26,202210、雨中黄叶树，灯下白头人。2022/12/262022/12/262022/12/2612/26/2022 5:08:22 AM11、以我独沈久，愧君相见频。2022/12/262022/12/262022/12/26Dec-2226-Dec-2212、故人江海别，几度隔山川。2022/12/262022/12/262022/12/26Monday,December 26,202213、乍见翻疑梦，相悲各问年。2022/12/262022/12/262022/12/262022/

27、12/2612/26/202214、他乡生白发，旧国见青山。26 十二月 20222022/12/262022/12/262022/12/2615、比不了得就不比，得不到的就不要。十二月 222022/12/262022/12/262022/12/2612/26/202216、行动出成果，工作出财富。2022/12/262022/12/2626 December 202217、做前，能够环视四周；做时，你只能或者最好沿着以脚为起点的射线向前。2022/12/262022/12/262022/12/262022/12/269、没有失败，只有暂时停止成功！。2022/12/262022/12/26

28、Monday,December 26,202210、很多事情努力了未必有结果，但是不努力却什么改变也没有。2022/12/262022/12/262022/12/2612/26/2022 5:08:22 AM11、成功就是日复一日那一点点小小努力的积累。2022/12/262022/12/262022/12/26Dec-2226-Dec-2212、世间成事，不求其绝对圆满，留一份不足，可得无限完美。2022/12/262022/12/262022/12/26Monday,December 26,202213、不知香积寺，数里入云峰。2022/12/262022/12/262022/12/262

29、022/12/2612/26/202214、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。26 十二月 20222022/12/262022/12/262022/12/2615、楚塞三湘接，荆门九派通。十二月 222022/12/262022/12/262022/12/2612/26/202216、少年十五二十时，步行夺得胡马骑。2022/12/262022/12/2626 December 202217、空山新雨后，天气晚来秋。2022/12/262022/12/262022/12/262022/12/269、杨柳散和风，青山澹吾虑。2022/12/262022/12/26Monday,D

30、ecember 26,202210、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。2022/12/262022/12/262022/12/2612/26/2022 5:08:22 AM11、越是没有本领的就越加自命不凡。2022/12/262022/12/262022/12/26Dec-2226-Dec-2212、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。2022/12/262022/12/262022/12/26Monday,December 26,202213、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。2022/12/262022/12/262022/12/262022/12/2612/26/20221

31、4、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。26 十二月 20222022/12/262022/12/262022/12/2615、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。十二月 222022/12/262022/12/262022/12/2612/26/202216、业余生活要有意义，不要越轨。2022/12/262022/12/2626 December 202217、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。2022/12/262022/12/262022/12/262022/12/26MOMODA POWERPOINTLorem ipsum dolor sit amet,consectetur adipiscing elit.Fusce id urna blandit,eleifend nulla ac,fringilla purus.Nulla iaculis tempor felis ut cursus.感感 谢谢 您您 的的 下下 载载 观观 看看专家告诉2021/8/8 星期日51