人教版高中物理选修3 1 35运动电荷在磁场中受到的力课件.ppt

1、3.5运动电荷在磁场运动电荷在磁场受中到的力受中到的力新课导入新课导入 磁场对通电导线（电流）有力的作磁场对通电导线（电流）有力的作用（即安培力），而电流是电荷的定向用（即安培力），而电流是电荷的定向运动形成的，由此你能想到了什么？运动形成的，由此你能想到了什么？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。自由电荷的自由电荷的定向移动定向移动形成电流。形成电流。电流是如何形成的？电流是如何形成的？优质课件优秀课件课件公开课免费课件下载免费ppt下载人教版高中物理选修3-13.5运动电荷在磁场中受到的力（共29张PPT）优质课件优秀课件课件公开课免费课件下载免费ppt下载人教版高

2、中物理选修3-13.5运动电荷在磁场中受到的力（共29张PPT）演演 示示尝试不同方向的磁场对电子東径迹的不同影响，从而判断运动的电子在各种方向的磁场中的受力方向。图3.5-1的玻璃管已经抽成真空。当左右两个电极按图示的极性连接到高压电源时，阴极会发射电子。电子在电场的加速下飞向阳极。挡板上有一个扁平的狭缝，电子飞过挡板后形成一个扁平的电子束。长条形的荧光板在阳极端稍稍倾向轴线，电子東掠射到荧光板上，显示出电子束的径迹。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动子東)的受力方向?如果运动电荷不是电子，而是带正电的粒子呢?（阅读）观察阴极射线在磁场中的偏转（阅读）观察阴极射线

3、在磁场中的偏转 没有磁场时电子東是一条直线。用一个蹄形磁铁在电子東的路径上加磁场，优质课件优秀课件课件公开课免费课件下载免费ppt下载人教版高中物理选修3-13.5运动电荷在磁场中受到的力（共29张PPT）优质课件优秀课件课件公开课免费课件下载免费ppt下载人教版高中物理选修3-13.5运动电荷在磁场中受到的力（共29张PPT）介绍阴极射线管优质课件优秀课件课件公开课免费课件下载免费ppt下载人教版高中物理选修3-13.5运动电荷在磁场中受到的力（共29张PPT）优质课件优秀课件课件公开课免费课件下载免费ppt下载人教版高中物理选修3-13.5运动电荷在磁场中受到的力（共29张PPT）实验现象

4、：实验现象：在没有外磁场时，电子束沿直线运动在没有外磁场时，电子束沿直线运动演示演示：观察阴极射线在磁场中的偏转：观察阴极射线在磁场中的偏转1、当电子射线管的周围不存在磁场时、当电子射线管的周围不存在磁场时优质课件优秀课件课件公开课免费课件下载免费ppt下载人教版高中物理选修3-13.5运动电荷在磁场中受到的力（共29张PPT）优质课件优秀课件课件公开课免费课件下载免费ppt下载人教版高中物理选修3-13.5运动电荷在磁场中受到的力（共29张PPT）实验现象：将磁铁靠近阴极射线管，发现电子束运动轨迹发将磁铁靠近阴极射线管，发现电子束运动轨迹发生了弯曲。生了弯曲。实验结论：磁场对运动电荷有力的作

5、用。磁场对运动电荷有力的作用。2、当电子射线管的周围存在磁场时、当电子射线管的周围存在磁场时优质课件优秀课件课件公开课免费课件下载免费ppt下载人教版高中物理选修3-13.5运动电荷在磁场中受到的力（共29张PPT）优质课件优秀课件课件公开课免费课件下载免费ppt下载人教版高中物理选修3-13.5运动电荷在磁场中受到的力（共29张PPT）一、洛伦兹力一、洛伦兹力洛伦兹洛伦兹（1853 1928）1、演示实验表明运动电荷在磁场中受、演示实验表明运动电荷在磁场中受到力的作用，到力的作用，这个力叫做洛仑兹力。这个力叫做洛仑兹力。宏观表现宏观表现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

6、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。安培力安培力洛仑兹力洛仑兹力磁场对磁场对电流电流的作用的作用磁场对磁场对运动电荷运动电荷的作用的作用宏观表现宏观表现优质课件优秀课件课件公开课免费课件下载免费ppt下载人教版高中物理选修3-13.5运动电荷在磁场中受到的力（共29张PPT）优质课件优秀课件课件公开课免费课件下载免费ppt下载人教版高中物理选修3-13.5运动电荷在磁场中受到的力（共29张PPT）洛仑兹力洛仑兹力 F洛洛 的方向如何确定？的方向如何确定？IF安安vF洛洛vF洛洛vF洛洛 我们曾经用左手定则判定安培力的方向，

7、大量定我们曾经用左手定则判定安培力的方向，大量定向移动电荷（可以看成电流）所受洛伦兹力宏观表向移动电荷（可以看成电流）所受洛伦兹力宏观表现为安培力。现为安培力。因此，猜想可以用因此，猜想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。.优质课件优秀课件课件公开课免费课件下载免费ppt下载人教版高中物理选修3-13.5运动电荷在磁场中受到的力（共29张PPT）优质课件优秀课件课件公开课免费课件下载免费ppt下载人教版高中物理选修3-13.5运动电荷在磁场中受到的力（共29张PPT）我们都知道正电荷的移动方向为电流的方向，那么正电荷受到洛伦兹力的方向就应该与电流受到的安培力方向相同。

8、（以正电荷为例）IF左手定则左手定则微观正电荷微观正电荷v同样符合左手定则同样符合左手定则检验了我们的猜想是正确滴F洛洛优质课件优秀课件课件公开课免费课件下载免费ppt下载人教版高中物理选修3-13.5运动电荷在磁场中受到的力（共29张PPT）优质课件优秀课件课件公开课免费课件下载免费ppt下载人教版高中物理选修3-13.5运动电荷在磁场中受到的力（共29张PPT）二、洛伦兹力的方向二、洛伦兹力的方向F洛洛v左手定则：左手定则：手掌垂直磁感线手掌垂直磁感线四指正电荷运动方向四指正电荷运动方向拇指正电荷受力方向拇指正电荷受力方向负电荷受力方向与正电荷受力方向相反负电荷受力方向与正电荷受力方向相反

9、vF洛洛优质课件优秀课件课件公开课免费课件下载免费ppt下载人教版高中物理选修3-13.5运动电荷在磁场中受到的力（共29张PPT）优质课件优秀课件课件公开课免费课件下载免费ppt下载人教版高中物理选修3-13.5运动电荷在磁场中受到的力（共29张PPT）我们注意到洛伦兹力方向和磁场方向、电荷运动方向具有三维关系。甲图我们可以用左手定则直接判断IBF优质课件优秀课件课件公开课免费课件下载免费ppt下载人教版高中物理选修3-13.5运动电荷在磁场中受到的力（共29张PPT）优质课件优秀课件课件公开课免费课件下载免费ppt下载人教版高中物理选修3-13.5运动电荷在磁场中受到的力（共29张PPT）

10、磁场与电荷运动方向不垂直时怎么办？总结：总结：1、洛伦兹力的方向既垂直于磁场，又垂直、洛伦兹力的方向既垂直于磁场，又垂直于速度，即垂直于于速度，即垂直于 v 和和 B 所组成的平面。所组成的平面。2、但是、但是B与与V不一定垂直。不一定垂直。BvF洛洛优质课件优秀课件课件公开课免费课件下载免费ppt下载人教版高中物理选修3-13.5运动电荷在磁场中受到的力（共29张PPT）优质课件优秀课件课件公开课免费课件下载免费ppt下载人教版高中物理选修3-13.5运动电荷在磁场中受到的力（共29张PPT）例例1：试判断下图中的带电粒子刚进入磁场时所受洛伦兹：试判断下图中的带电粒子刚进入磁场时所受洛伦兹力

11、的方向力的方向。FFF 垂直于纸面垂直于纸面向外向外F 垂直于纸面垂直于纸面向外向外vBvBvBvB优质课件优秀课件课件公开课免费课件下载免费ppt下载人教版高中物理选修3-13.5运动电荷在磁场中受到的力（共29张PPT）优质课件优秀课件课件公开课免费课件下载免费ppt下载人教版高中物理选修3-13.5运动电荷在磁场中受到的力（共29张PPT）思考与讨论思考与讨论 导线中带电粒子的定向运动形成了电流。电荷定向运动时所受洛伦兹力的失量和，在宏观上表現为导线所受的安培力。按照这个思路，请你尝试由安培力的表达式导出洛伦兹力的表达式。这里只讨论比较简単的情况:导线的方向与磁场的方向垂直，安培力的大小

12、可以表示为FILB。这种情况下导线中电荷定向运动的方向也与磁场的方向垂直。建议你沿以下運线索思考。推导时仍然可以认为做定向运动的电荷是正电荷，所得结果具有普遍性。优质课件优秀课件课件公开课免费课件下载免费ppt下载人教版高中物理选修3-13.5运动电荷在磁场中受到的力（共29张PPT）优质课件优秀课件课件公开课免费课件下载免费ppt下载人教版高中物理选修3-13.5运动电荷在磁场中受到的力（共29张PPT）3、求出每个粒子所受的力，它等于洛伦兹力F洛。这时，许多中间量，如n、v、s、t等都应不再出现。1、设导线中每个带电粒子定向运动的速度都是v，单位体积的粒子数为n。算出一段导线中的粒子数，这

13、就是在时间t内通过横截面a的粒子数。如果每个粒子的电荷量记为q，由此可以算出q与电流I的关系。2、写出这段长为vt的导线所受的安培力F安。tQI nqsvtqnvtsBIL安FvtnqsvB粒子数安洛FFqvBnvtsvtBnqsv优质课件优秀课件课件公开课免费课件下载免费ppt下载人教版高中物理选修3-13.5运动电荷在磁场中受到的力（共29张PPT）优质课件优秀课件课件公开课免费课件下载免费ppt下载人教版高中物理选修3-13.5运动电荷在磁场中受到的力（共29张PPT）三、洛伦兹力的大小三、洛伦兹力的大小1、当、当 v垂直垂直B时：时：电荷量为 q 的粒子以速度 v 运动时，如果速度方向

14、与磁感应强度方向垂直，那么粒子所受的洛伦兹力为：F洛洛=qvB2、当、当 vB 时：时：F洛洛=0 若带电粒子不垂直也不平行射入磁场，粒子受到的若带电粒子不垂直也不平行射入磁场，粒子受到的洛伦兹力又如何呢洛伦兹力又如何呢?式中力、磁感应强度、电荷量、速度的单位分别为牛顿（N）、特斯拉（T）、库伦（C）、米每秒（m/s）。优质课件优秀课件课件公开课免费课件下载免费ppt下载人教版高中物理选修3-13.5运动电荷在磁场中受到的力（共29张PPT）优质课件优秀课件课件公开课免费课件下载免费ppt下载人教版高中物理选修3-13.5运动电荷在磁场中受到的力（共29张PPT）v2v1v3、当当VB有夹角时

15、：有夹角时：F洛洛=qvBsin (为为 B 与与 v 的夹角的夹角)参照讨论安培力一般式时的方法V2与磁场平行没有力的作用，所以作用力都在V1上。优质课件优秀课件课件公开课免费课件下载免费ppt下载人教版高中物理选修3-13.5运动电荷在磁场中受到的力（共29张PPT）优质课件优秀课件课件公开课免费课件下载免费ppt下载人教版高中物理选修3-13.5运动电荷在磁场中受到的力（共29张PPT）例例2：关于安培力和洛伦兹力，下列说法正确的是：关于安培力和洛伦兹力，下列说法正确的是()A、安培力和洛伦兹力是性质完全不同的两种力、安培力和洛伦兹力是性质完全不同的两种力 B、安培力和洛伦兹力，其本质都

16、是磁场对运动电、安培力和洛伦兹力，其本质都是磁场对运动电荷的作用力荷的作用力 C、安培力和洛伦兹力，二者是等价的、安培力和洛伦兹力，二者是等价的 D、先有安培力后才有洛伦兹力、先有安培力后才有洛伦兹力B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。优质课件优秀课件课件公开课免费课件下载免费ppt下载人教版高中物理选修3-13.5运动电荷在磁场中受到的力（共29张PPT）优质课件优秀课件课件公开课免费课件下载免费ppt下载人教版高中物理选修3-13.5运动电荷在磁场中受到的力（共29张PPT）例3：电子的速率v=3.0 ，沿着与磁

17、场垂直的方向射入B=0.01T的匀强磁场中，它受到的洛伦兹力有多大？106sm解：由解：由洛洛qvB代入数据得：F=4.81014N优质课件优秀课件课件公开课免费课件下载免费ppt下载人教版高中物理选修3-13.5运动电荷在磁场中受到的力（共29张PPT）优质课件优秀课件课件公开课免费课件下载免费ppt下载人教版高中物理选修3-13.5运动电荷在磁场中受到的力（共29张PPT）也可以从运动电荷所受的洛伦数力出发来定义磁感应强度，即 把 与 相比较，我们可以更深刻地认识磁现象:它只与遂动电荷有关，表现为定义式中反映运动的物理量v。静止电荷产生电场，运动电荷除了仍会产生电场，还会产生磁场。静止电荷

18、受到库仑力的作用，运动电荷不仅受到库力的作用，还受到洛兹力的作用。知识延伸知识延伸qvFBqvFBqFE优质课件优秀课件课件公开课免费课件下载免费ppt下载人教版高中物理选修3-13.5运动电荷在磁场中受到的力（共29张PPT）优质课件优秀课件课件公开课免费课件下载免费ppt下载人教版高中物理选修3-13.5运动电荷在磁场中受到的力（共29张PPT）思考与讨论思考与讨论 根据洛伦兹力的方向与带电粒子运动方向的关系，请你推测：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做的功是多少？1、因为洛伦兹力与速度方向垂直，所以它只改变粒子速度的方向，不改变速度大小，所以在匀强磁场中粒子做匀

19、速圆周运动。2、因为洛伦兹力与速度方向垂直，垂直无功：W=F洛Scos90=0。优质课件优秀课件课件公开课免费课件下载免费ppt下载人教版高中物理选修3-13.5运动电荷在磁场中受到的力（共29张PPT）优质课件优秀课件课件公开课免费课件下载免费ppt下载人教版高中物理选修3-13.5运动电荷在磁场中受到的力（共29张PPT）四、电视显像管的工作原理四、电视显像管的工作原理原理：电子束在磁场中偏转。原理：电子束在磁场中偏转。主要构造主要构造:电子枪（阴极）、偏转线圈、荧光屏等。电子枪（阴极）、偏转线圈、荧光屏等。优质课件优秀课件课件公开课免费课件下载免费ppt下载人教版高中物理选修3-13.5

20、运动电荷在磁场中受到的力（共29张PPT）优质课件优秀课件课件公开课免费课件下载免费ppt下载人教版高中物理选修3-13.5运动电荷在磁场中受到的力（共29张PPT）思考与讨论思考与讨论1，怎样才能使电子打在A点？2，打到B点呢？3，使电子从A点移动到B，磁场应如何变化？添加垂直纸面向外的磁场添加垂直纸面向里的磁场不断减弱磁场，然后反向增大磁场。优质课件优秀课件课件公开课免费课件下载免费ppt下载人教版高中物理选修3-13.5运动电荷在磁场中受到的力（共29张PPT）优质课件优秀课件课件公开课免费课件下载免费ppt下载人教版高中物理选修3-13.5运动电荷在磁场中受到的力（共29张PPT）思考

21、与讨论思考与讨论 从图3.54(俯視图)可以看出，没有磁场时电子東电子枪打在荧光屏正中的O点。为使电子東偏转，由安装在管颈的偏转线圈产生偏转磁场。1、如果要使电子東在水平方向偏离中心，打在荧光屏上的A点，偏转磁场应该沿什么方向?垂直纸面向外垂直纸面向外2、如果要使电子束打在B点，磁场应该沿什么方向？垂直纸面向里垂直纸面向里3、如果要使电子束在荧光屏上的位置由B逐渐向A点移动，偏转磁场应该怎样变化？右俯视，磁场顺时针旋转右俯视，磁场顺时针旋转优质课件优秀课件课件公开课免费课件下载免费ppt下载人教版高中物理选修3-13.5运动电荷在磁场中受到的力（共29张PPT）优质课件优秀课件课件公开课免费课

22、件下载免费ppt下载人教版高中物理选修3-13.5运动电荷在磁场中受到的力（共29张PPT）实际上，在偏转区水平方向和竖直方向都有偏转磁场。这样光点就可以移动，这技术叫扫描这技术叫扫描。我国的电视机每秒要进行50场扫描，所以我们才看到整个屏幕都是亮的。优质课件优秀课件课件公开课免费课件下载免费ppt下载人教版高中物理选修3-13.5运动电荷在磁场中受到的力（共29张PPT）优质课件优秀课件课件公开课免费课件下载免费ppt下载人教版高中物理选修3-13.5运动电荷在磁场中受到的力（共29张PPT）例例4：下列说法中正确的是（：下列说法中正确的是（）A、磁场方向、电荷运动方向、洛仑兹力方向三者总是

23、、磁场方向、电荷运动方向、洛仑兹力方向三者总是互相垂直的互相垂直的 B、洛仑兹力方向一定既垂直于磁场方向，又垂直于电、洛仑兹力方向一定既垂直于磁场方向，又垂直于电荷运动方向荷运动方向 C、电荷运动方向与磁场方向可能垂直，也可能不垂直、电荷运动方向与磁场方向可能垂直，也可能不垂直，但洛仑兹力方向一定与磁场方向和运动方向都垂直，但洛仑兹力方向一定与磁场方向和运动方向都垂直 D、根据电荷运动方向和洛仑兹力方向，一定能确定磁、根据电荷运动方向和洛仑兹力方向，一定能确定磁场方向场方向BC 优质课件优秀课件课件公开课免费课件下载免费ppt下载人教版高中物理选修3-13.5运动电荷在磁场中受到的力（共29张

24、PPT）优质课件优秀课件课件公开课免费课件下载免费ppt下载人教版高中物理选修3-13.5运动电荷在磁场中受到的力（共29张PPT）例5：在图3.5-8所示的平行板器件中，电场强度E和感应强度B相互垂直。具有不同水平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，所以叫做速度选择器。试证明带电粒子具有速度 时，才能沿着图示座线路径通过这个速度选择器。BEv解：由电场特性知带正电粒子受到向下的电场力，大小是F电=qE。由左手定则知收到的向上的洛伦兹力，大小F洛=qVB。F洛洛F电电当两者大小相等时，粒子才沿图示的直线运动，即：qvBqE BEv 优质课件优秀课件

25、课件公开课免费课件下载免费ppt下载人教版高中物理选修3-13.5运动电荷在磁场中受到的力（共29张PPT）优质课件优秀课件课件公开课免费课件下载免费ppt下载人教版高中物理选修3-13.5运动电荷在磁场中受到的力（共29张PPT）课堂小结一、洛伦兹力1、运动电荷在磁场中受到力的作用2、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。二、洛伦兹力的方向1、伸开左手，使拇指与其余四指垂直，并且都与手掌在同一平面内，让磁感线垂直穿过手心，若四指指向正电荷运动的方向，那么拇指所指的方向就是正电荷所受洛伦兹力的方向。F洛洛v优质课件优秀课件课件公开课免费课件下载免费ppt下载人教版高中物理选修

26、3-13.5运动电荷在磁场中受到的力（共29张PPT）优质课件优秀课件课件公开课免费课件下载免费ppt下载人教版高中物理选修3-13.5运动电荷在磁场中受到的力（共29张PPT）2、洛伦兹力的方向既垂直于磁场，又垂直于速度，即垂直于 v 和 B 所组成的平面。3、但是B与V不一定垂直。BvF洛洛三、洛伦兹力的大小1、当 v垂直B时：F洛洛=qvB2、当 vB 时：F洛=0 3、当VB有夹角时：F洛=qvBsin (为 B 与 v 的夹角)4、因为洛伦兹力与速度方向垂直，所以它只改变粒子速度的方向，不改变速度大小，也不做功。四、电视显像管的工作原理原理：电子束在磁场中偏转。优质课件优秀课件课件公开课免费课件下载免费ppt下载人教版高中物理选修3-13.5运动电荷在磁场中受到的力（共29张PPT）优质课件优秀课件课件公开课免费课件下载免费ppt下载人教版高中物理选修3-13.5运动电荷在磁场中受到的力（共29张PPT）