运动电荷在磁场中受到的力课件.ppt

1、3.5 3.5 运动电荷在磁场中运动电荷在磁场中受到的力受到的力1PPT课件生活中的现象2PPT课件 山海经山海经记记载：极北有个载：极北有个神仙，形貌如神仙，形貌如一条蛇，在夜一条蛇，在夜空中闪闪发光空中闪闪发光，它的名字叫，它的名字叫触龙。触龙。3PPT课件4PPT课件 太阳喷射出的带太阳喷射出的带电粒子（称太阳电粒子（称太阳风）受地球磁场风）受地球磁场的作用而进入地的作用而进入地球的两极地区，球的两极地区，轰击高层大气气轰击高层大气气体使其电离的彩体使其电离的彩色发光现象称为色发光现象称为极光极光5PPT课件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

2、何形成的？电流是如何形成的？6PPT课件磁场对通电导线（电流）有力的作用，而电流是电磁场对通电导线（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？荷的定向运动形成的，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7PPT课件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：用阴极射线管研究磁场对运动电荷的作用。实验：用阴极射线管研究磁场对运动电荷的作用。实验验证实验验证8PPT课件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，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

3、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9PPT课件一、洛伦兹力一、洛伦兹力1 1、运动电荷在磁场中受到的、运动电荷在磁场中受到的力称为力称为洛伦兹力洛伦兹力.2.2.洛伦兹力与安培力的关系：洛伦兹力与安培力的关系：洛伦兹力宏观宏观安培力安培力微观微观10PPT课件洛伦兹（洛伦兹（18531928）洛伦兹，荷兰物理学洛伦兹，荷兰物理学家，家，首先提出磁场对首先提出磁场对运动电荷有作用力的运动电荷有作用力的观点。观点。洛伦兹创立了洛伦兹创立了经典电子论，提出了经典电子论，提出了洛伦兹变换公式

4、，洛伦兹变换公式，19021902年与其学生塞曼年与其学生塞曼共同获得诺贝尔物理共同获得诺贝尔物理学奖。为纪念洛伦兹学奖。为纪念洛伦兹的卓著功勋，荷兰政的卓著功勋，荷兰政府决定从府决定从19451945年起，年起，把他的生日定为把他的生日定为“洛洛伦兹节伦兹节”。11PPT课件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。我们曾经用左手定则判定安培力的方向。大量定向移动电荷所受洛伦兹力宏观表现为安培力，大量定向移动电荷所受洛伦兹力宏观表现为安培力，因此，可以用因此，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

5、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12PPT课件v1 1、伸开左手，使大拇指和其余四、伸开左手，使大拇指和其余四指垂直且处于同一平面内，把手指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，放入磁场中，让磁感线穿入手心，使四指指向使四指指向正电荷正电荷运动的方向，运动的方向，那么拇指所指的方向就使正电荷那么拇指所指的方向就使正电荷所受洛伦兹力的方向。所受洛伦兹力的方向。2 2、如果运动的是如果运动的是负电荷负电荷，则四，则四指指向指指向负电荷负电荷运动的运动的反方向反方向，那么拇指所指的方向就是负电那么拇指所指的方向就是负电荷所受洛伦兹力的方向。荷所受洛伦

6、兹力的方向。FFv13PPT课件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：14PPT课件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。15PPT课件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当电荷运动方向跟磁场方向垂直时洛伦兹力的大小跟三个因素相关洛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16PPT课件vvvv设有一段长为设有一段长为L，横截，横截面积为面积为S

7、的直导线，单位的直导线，单位体积内的自由电荷数为体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为每个自由电荷的电荷量为q，自由电荷定向移动的，自由电荷定向移动的速率为速率为v.这段通电导线垂这段通电导线垂直磁场方向放入磁感应强直磁场方向放入磁感应强度为度为B的匀强磁场中，求的匀强磁场中，求洛伦兹力洛伦兹力三、洛伦兹力的大小三、洛伦兹力的大小17PPT课件IFvvvv(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qvBnSLLnqvSBNFF)(安洛nSLN n

8、qvSI LnqvSBBILF)(安18PPT课件qvBF洛电荷量为电荷量为q的粒子以速度的粒子以速度v运动时运动时,如果速度方向与磁感应强度方向如果速度方向与磁感应强度方向垂直垂直,那么粒子所受的洛伦兹力为那么粒子所受的洛伦兹力为(v垂直垂直B)三、洛伦兹力的大小三、洛伦兹力的大小问题问题:若带电粒子不垂直射入磁若带电粒子不垂直射入磁场场,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?19PPT课件V2V120PPT课件(vB)(vB)特例特例:qvBF 洛0洛F当运动电荷的速度当运动电荷的速度v v方向与磁感应强方向与磁感应强度度B B方向的夹角为方向的夹角为，电荷所受的洛伦兹，电

9、荷所受的洛伦兹力大小为力大小为 三、洛伦兹力的大小三、洛伦兹力的大小sinqvBF 洛21PPT课件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:22PPT课件 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

10、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。电性。23PPT课件课堂训练课堂训练电子的速率电子的速率v v=3=310106 6 m/s m/s，垂直射，垂直射入入B B=0.10 T=0.10 T的匀强磁场中，它受到的匀强磁场中，它受到的洛伦兹力是多大？的洛伦兹力是多大？F F洛洛=qvBqvB =1.60=1.601010-19-193 310106 60.100.10 =4.8 =4.81010-14-14 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：24PPT课件小结小结1 1、洛伦兹力：运动电荷在磁场中受到的作用力、洛伦兹

11、力：运动电荷在磁场中受到的作用力 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、洛伦兹力方向的判断：、洛伦兹力方向的判断：左手定则左手定则FVFV，FB FB，F VF V、B B 所在的平面所在的平面负电荷的方向与正电荷的相反负电荷的方向与正电荷的相反3 3、洛伦兹力的大小：、洛伦兹力的大小：qvBFLV B 25PPT课件地球磁场对宇宙射线的阻挡作用地球磁场对宇宙射线的阻挡作用试证明：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】：BEv v 速度选择器速度选择器1、（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

12、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，所以叫做速度选择器。27PPT课件（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。)2、（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）

13、图中A、B板哪一个是发电机的正极。NSNSNSNS28PPT课件显像管的工作原理显像管的工作原理 1、电子束是怎样实现偏转的？、电子束是怎样实现偏转的？思考与讨论思考与讨论2、在图、在图2.43中，如图所示中，如图所示（1）要是电子打在）要是电子打在A点，偏转磁点，偏转磁场应该沿什么方向？场应该沿什么方向？（2）要是电子打在）要是电子打在B点，偏转点，偏转磁场应该沿什么方向？磁场应该沿什么方向？（3）要是电子束打在荧光屏上）要是电子束打在荧光屏上的位置由中心的位置由中心O逐渐向逐渐向A点移动，点移动，偏转磁场应该怎样变化？偏转磁场应该怎样变化？3、电子打在荧光屏上只能有一个亮点，为什么整个荧光

14、屏、电子打在荧光屏上只能有一个亮点，为什么整个荧光屏都能发光能？都能发光能？29PPT课件30PPT课件五、电视显像管的工作原理五、电视显像管的工作原理31PPT课件绕有绝缘的通电导线的铁环，电流方向如绕有绝缘的通电导线的铁环，电流方向如图所示，若有一电子束以垂直于纸面向里的速图所示，若有一电子束以垂直于纸面向里的速度从度从O点射入，则电子的运动轨迹？点射入，则电子的运动轨迹？向右向右偏转偏转向左向左偏转偏转向下向下偏转偏转向上向上偏转偏转BBBB32PPT课件练习4：图中所示为电视机显像管中电子束偏转的示意图。磁环上的偏转线圈通以图示方向的电流时，沿轴线向纸内射入的电子束的偏转方向是：（）A向上；B向下 C向左；D向右C33PPT课件