运动电荷在磁场中受到的力讲稿.ppt

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1、关于运动电荷在磁场关于运动电荷在磁场中受到的力课件中受到的力课件第一页，讲稿共五十二页哦1、什么叫做什么叫做安培力安培力？把通电导线在磁场中受到的力叫做安把通电导线在磁场中受到的力叫做安培力。培力。【复习回顾复习回顾】第二页，讲稿共五十二页哦2、如何计算如何计算安培力安培力的大小？的大小？【复习回顾复习回顾】(1)当当电流方向电流方向与与磁场方向磁场方向垂直时垂直时，它所，它所受的受的安培力安培力最大最大为为 F=ILB。(2)当当电流方向电流方向与与磁场方向磁场方向一致时一致时，导线，导线不受不受安培力。安培力。第三页，讲稿共五十二页哦2、如何计算如何计算安培力安培力的大小？的大小？【复习回

2、顾复习回顾】(3)当当电流方向电流方向与与磁场方向磁场方向成成 角时，导角时，导线所受安培力介于最大值和线所受安培力介于最大值和 0 之间。之间。F=ILB sinIBBB第四页，讲稿共五十二页哦3、如何判定如何判定安培力安培力的方向？的方向？【复习回顾复习回顾】左手定则左手定则：伸开伸开左手，左手，使使拇指跟与拇指跟与其余四指其余四指垂直垂直，并且并且都与手掌在同一平面都与手掌在同一平面内，内，让让磁感线从掌心进入，磁感线从掌心进入，并使并使四指指四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向向电流的方向，这时拇指所指的方向就就是是通电导线在磁场中所受的安培力的方向。通电导线在磁场中所受的安培力的方

3、向。第五页，讲稿共五十二页哦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电流是如何形成的？电流是如何形成的？第六页，讲稿共五十二页哦磁场对通电导线（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七页，讲稿共五十二页哦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验证实验验证演示：阴极射线在磁场中的偏转.MPG第八页，讲稿共五十二页哦当电子射线管的周围不存

4、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九页，讲稿共五十二页哦一、洛伦兹力一、洛伦兹力1 1、运动电荷在磁场中受到的力称为、运动电荷在磁场中受到的力称为洛洛伦伦兹力兹力.2.2.洛伦兹力与安培力的关系：洛伦兹力与安培力的关系：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微观本质。微观本质。第十页，讲稿共五十二页哦洛伦兹（洛伦兹（18531928）洛伦

5、兹，荷兰物理学家，洛伦兹，荷兰物理学家，首先提出磁场对运动电荷首先提出磁场对运动电荷有作用力的观点。有作用力的观点。洛伦洛伦兹创立了经典电子论，兹创立了经典电子论，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同获得诺贝尔物理学奖。为纪念洛伦兹的奖。为纪念洛伦兹的卓著功勋，荷兰政府卓著功勋，荷兰政府决定从决定从19451945年起，把年起，把他的生日定为他的生日定为“洛伦洛伦兹节兹节”。第十一页，讲稿共五十二页哦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

6、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？思考思考第十二页，讲稿共五十二页哦二二.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、伸开左手，使大拇指和其余四指垂直且处于同一平面内，把手放入磁垂直且处于同一平面内，把手放入磁场中，让磁感线穿入手心，使四指指场中，让磁感线穿入手心，使四指指向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

7、所指的方向就使正电荷所受洛伦兹力的方的方向就使正电荷所受洛伦兹力的方向。向。2 2、如果运动的是如果运动的是负电荷负电荷，则四指，则四指指向指向负电荷负电荷运动的运动的反方向反方向，那么拇，那么拇指所指的方向就是负电荷所受洛伦指所指的方向就是负电荷所受洛伦兹力的方向。兹力的方向。FFv第十三页，讲稿共五十二页哦NS下图中电子束的偏转方向？下图中电子束的偏转方向？1实验验证：实验验证：第十四页，讲稿共五十二页哦SN 实验事实证明左手定则适用于洛伦兹力方向的判定。实验事实证明左手定则适用于洛伦兹力方向的判定。第十五页，讲稿共五十二页哦课堂训练课堂训练q竖直向上竖直向上竖直向上竖直向上垂直纸面向内垂

8、直纸面向内 垂直纸面向外垂直纸面向外判断下列粒子进入磁场时所受的洛伦兹力的方向判断下列粒子进入磁场时所受的洛伦兹力的方向 第十六页，讲稿共五十二页哦1 1、下列各图中带电粒子刚刚进入磁场，试判断、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这时粒子所受洛伦兹力的方向 +V VV V+V VV VV V+V VF FL+V V垂直纸面向外垂直纸面向外垂直纸面向里垂直纸面向里+V VF FLF FL LF FLFL=0FL=0课堂练习课堂练习:第十七页，讲稿共五十二页哦洛伦兹力大小可能会与哪些因素洛伦兹力大小可能会与哪些因素有关有关?当电荷运动方向跟磁场方向垂直时洛当电荷运动方

9、向跟磁场方向垂直时洛伦兹力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三、洛伦兹力的大小三、洛伦兹力的大小第十八页，讲稿共五十二页哦 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，单位体的直导线，单位体积内的自由电荷数为积内的自由电荷数为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，自由电荷定向移动的速率为自由电荷定向移动的速率为v v。这段通电导线垂直磁。这段通电导线垂直磁场方向放入磁感应强度为场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）电流强度）电

10、流强度I I（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三、洛伦兹力大小三、洛伦兹力大小第二十页，讲稿共五十二页哦 F(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单位：单位：F(N)，q(C)，v(m/s),B(T)Ivvvv(适用条件：速适用条件：速度方向与磁场度方向与磁场方向垂直方向垂直)第二十一页，讲稿共五十二页哦 1.F F洛洛=q

11、VB (VB=qVB (VB）2.F F洛洛=0 (VB=0 (VB）3.3.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、洛伦兹力大小第二十三页，讲稿共五十二页哦V2V1 为为B和和v之间的之间的夹角夹角 第二十四页，讲稿共五十二页哦 1.F F洛洛=qVB (VB=qVB (VB）2.F F洛洛=0 (VB=0 (VB）3.3.当当V V与与B B成一角度成一角度时时 F F洛洛=qVBsin=qVBsin 三、洛伦兹力大小三、洛伦兹力大小第二十五页，讲稿共五十二页哦F洛洛=qvB =1.6010-1931060.10N =4.810-14N 电子的速率电子的速率v=3106

12、m/s,垂直射入垂直射入B=0.10T的匀强磁场中的匀强磁场中,它受到的洛伦它受到的洛伦兹力是多大兹力是多大?课课 堂堂 练练 习习解：因为解：因为v垂直垂直B,所以所受洛伦兹力大小所以所受洛伦兹力大小第二十六页，讲稿共五十二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）洛伦兹力带电粒子运动的速度有什么影响？）洛伦兹力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

13、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第二十七页，讲稿共五十二页哦课堂训练课堂训练1 1、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

14、电子的动能始终不变BD第二十八页，讲稿共五十二页哦小小 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 F VB F洛洛=qVB=qVB VB F VB F洛洛=0=04 4、特点：、特点：洛伦兹力只改变速度的方向洛伦兹力只改变速度的方向，不改变，不改变 速度的大小，洛伦兹力对运动电荷不做功速度的大小，洛伦兹力对运动电荷不做功 第二十九页

15、，讲稿共五十二页哦1 1、下列各图中带电粒子刚刚进入磁场，试判断、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这时粒子所受洛伦兹力的方向 +V VV V+V VV VV V+V VF FL+V V垂直纸面向外垂直纸面向外垂直纸面向里垂直纸面向里+V VF FLF FL LF FLFL=0FL=0课堂练习课堂练习:第三十页，讲稿共五十二页哦 2 2：为了研究某种放射源发出的未知射线，：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，射物理探究者把放射源置于匀强磁场中，射线分裂成线分裂成a a、b b、c c三束，请分析三束射线的三束，请分析三束射线的电性。

16、电性。第三十一页，讲稿共五十二页哦3、如图所示，在电子射线管上方平行放置一通有自左向右、如图所示，在电子射线管上方平行放置一通有自左向右电流的长直导线，则电子射线将（电流的长直导线，则电子射线将（）A、向上偏、向上偏 B、向下偏、向下偏 C、向纸内偏、向纸内偏 D、向纸外偏、向纸外偏第三十二页，讲稿共五十二页哦试证明：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。【知识应用】：v 速度选择器速度选择器3.（书98页第三题）在如图所示的平行板器件中，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

17、以叫做速度选择器。第三十三页，讲稿共五十二页哦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+q第三十四页，讲稿共五十二页哦课堂练习课堂练习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

18、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+q答案答案 A第三十五页，讲稿共五十二页哦以相同速度进入同一磁场的以相同速度进入同一磁场的正正、负负电荷受电荷受到的洛伦兹力方向到的洛伦兹力方向相反。相反。Fv-qFvq第三十六页，讲稿共五十二页哦（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。)

19、4、（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第三十七页，讲稿共五十二页哦 2、要使电子打在、要使电子打在A点点,偏转磁场应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3、要是电子打在、要是电子打在B点点,偏转磁场应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4、要是电子

20、打的点从、要是电子打的点从A点向点向B点逐渐移动点逐渐移动,偏转磁偏转磁场应该怎样变化？场应该怎样变化？先垂直纸面向外并逐渐减小先垂直纸面向外并逐渐减小,后垂直纸面向里后垂直纸面向里并逐渐增大并逐渐增大.【思考与讨论思考与讨论】1、要使电子打在、要使电子打在O点点,偏转磁场应偏转磁场应该沿什么方向该沿什么方向?不加偏转磁场不加偏转磁场第三十九页，讲稿共五十二页哦+以正电荷为例以正电荷为例第四十页，讲稿共五十二页哦形成等效电容形成等效电容关机的短暂时间荧幕中心为什么有亮点？关机的短暂时间荧幕中心为什么有亮点？第四十一页，讲稿共五十二页哦欣赏欣赏“极光极光”第四十二页，讲稿共五十二页哦欣欣 赏赏“

21、极极 光光”第四十三页，讲稿共五十二页哦欣赏欣赏“极光极光”第四十四页，讲稿共五十二页哦欣欣 赏赏“极极 光光”第四十五页，讲稿共五十二页哦欣赏欣赏“极光极光”第四十六页，讲稿共五十二页哦欣欣 赏赏“极极 光光”第四十七页，讲稿共五十二页哦欣赏欣赏“极光极光”第四十八页，讲稿共五十二页哦欣赏欣赏“极光极光”第四十九页，讲稿共五十二页哦欣赏欣赏“极光极光”第五十页，讲稿共五十二页哦地磁场改变宇宙射线中带电粒子的运地磁场改变宇宙射线中带电粒子的运动方向动方向保护作用保护作用地磁场地磁场宇宙射线宇宙射线解释解释“极光极光”现象现象第五十一页，讲稿共五十二页哦感感谢谢大大家家观观看看第五十二页，讲稿共五十二页哦