运动电荷在磁场中受到的力课件PPT资料.ppt
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II2222、安培力大小的一般计算方法:
、安培力大小的一般计算方法:
FF一、复习一、复习3.3.思考:
电荷的运动产生电流,电流在磁场中受思考:
电荷的运动产生电流,电流在磁场中受到安培力。
运动电荷在磁场中会受到作用力吗?
到安培力。
演示实验:
运动电荷在磁场中的偏转演示实验:
运动电荷在磁场中的偏转阴极射线阴极射线-高速运动高速运动的电子流的电子流运动电荷运动电荷运动电荷运动电荷在在在在磁场中受到磁场中受到磁场中受到磁场中受到的作用力,的作用力,的作用力,的作用力,叫洛伦兹力。
叫洛伦兹力。
一、洛伦兹力的方向:
vFFFF洛洛洛洛vFFFF洛洛洛洛方向判定方向判定方向判定方向判定-左手定则左手定则左手定则左手定则磁感线磁感线磁感线磁感线垂直穿入手心垂直穿入手心垂直穿入手心垂直穿入手心四指四指四指四指大拇指大拇指大拇指大拇指所受洛伦兹力的方向所受洛伦兹力的方向所受洛伦兹力的方向所受洛伦兹力的方向指向指向指向指向正电荷正电荷正电荷正电荷的运动方向的运动方向的运动方向的运动方向指向指向指向指向负电荷负电荷负电荷负电荷运动的反向运动的反向运动的反向运动的反向vFFFF洛洛洛洛vFFFF洛洛洛洛11、下列各图中带电粒子刚刚进入磁场,试判断这时、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粒子所受洛伦兹力的方向+VVVV+VVVVVV+VVFFL+VV垂直纸面向外垂直纸面向外垂直纸面向里垂直纸面向里+VVFFLFFLLFFLFL=0FL=0课堂练习课堂练习:
通电导线在磁场中所受的安培力就是洛伦兹力的宏通电导线在磁场中所受的安培力就是洛伦兹力的宏通电导线在磁场中所受的安培力就是洛伦兹力的宏通电导线在磁场中所受的安培力就是洛伦兹力的宏观表现。
观表现。
安培力:
大量运动电荷的在磁场中受到的力安培力:
大量运动电荷的在磁场中受到的力洛伦兹力:
一个运动电荷在磁场中受到的力洛伦兹力:
一个运动电荷在磁场中受到的力思考与讨论思考与讨论1.1.1.1.洛伦兹力的大小又与什么因素有关?
洛伦兹力的大小又与什么因素有关?
2.2.2.2.洛伦兹力与安培力有什么关系?
洛伦兹力与安培力有什么关系?
如图所示,设有一段长度为如图所示,设有一段长度为如图所示,设有一段长度为如图所示,设有一段长度为LLLL,横截面积为,横截面积为,横截面积为,横截面积为SSSS的的的的导线,导线单位体积内含有的自由电荷数为导线,导线单位体积内含有的自由电荷数为导线,导线单位体积内含有的自由电荷数为导线,导线单位体积内含有的自由电荷数为nnnn,每,每,每,每个自由电荷的电荷量为个自由电荷的电荷量为个自由电荷的电荷量为个自由电荷的电荷量为qqqq,定向移动速率为,定向移动速率为,定向移动速率为,定向移动速率为vvvv,将这,将这,将这,将这段通电导线垂直磁场方向放入磁感应强度为段通电导线垂直磁场方向放入磁感应强度为段通电导线垂直磁场方向放入磁感应强度为段通电导线垂直磁场方向放入磁感应强度为BBBB的磁的磁的磁的磁场中。
场中。
二、洛伦兹力的大小二、洛伦兹力的大小安培力为安培力为安培力为安培力为电流的微观表达式为电流的微观表达式为电流的微观表达式为电流的微观表达式为导线中自由电子的总个数导线中自由电子的总个数导线中自由电子的总个数导线中自由电子的总个数每个电子受的磁场力每个电子受的磁场力每个电子受的磁场力每个电子受的磁场力故可得故可得故可得故可得II=nqs=nqsv(条件是条件是条件是条件是vBB)大小推导大小推导FF安安=B=BIILLN=nsLN=nsLFF洛洛=F=F安安/N/NFF洛洛=q=qvBB三、洛仑兹力的特点三、洛仑兹力的特点三、洛仑兹力的特点三、洛仑兹力的特点1111、洛伦兹力的大小:
、洛伦兹力的大小:
(1)vBB,FF洛洛=0=0;
(22)vBB,FF洛洛=q=qvBB(33)v与与B成成时,时,F=qvBsinvvvv2222、洛伦兹力的方向:
、洛伦兹力的方向:
FF洛洛BBFF洛洛vFF洛洛vBB平面平面重要结论:
洛伦兹力永远不做功!
重要结论:
3333、洛伦兹力的效果:
、洛伦兹力的效果:
洛伦兹力的方向永远与速度垂直,只改变运洛伦兹力的方向永远与速度垂直,只改变运洛伦兹力的方向永远与速度垂直,只改变运洛伦兹力的方向永远与速度垂直,只改变运动电荷速度的方向,不改变运动电荷速度的大小。
动电荷速度的方向,不改变运动电荷速度的大小。
nn2222、带带带带电电电电量量量量为为为为qqqq的的的的粒粒粒粒子子子子,在在在在匀匀匀匀强强强强磁磁磁磁场场场场中中中中运运运运动动动动,下面说法正确的是(下面说法正确的是(下面说法正确的是(下面说法正确的是()nnAAAA、只只只只要要要要速速速速度度度度大大大大小小小小相相相相同同同同,所所所所受受受受的的的的洛洛洛洛伦伦伦伦兹兹兹兹力力力力就就就就相相相相同同同同nnBBBB、如如如如果果果果把把把把qqqq改改改改为为为为qqqq,且且且且速速速速度度度度反反反反向向向向大大大大小小小小不不不不变变变变,则所受的洛伦兹力大小、方向均不变则所受的洛伦兹力大小、方向均不变则所受的洛伦兹力大小、方向均不变则所受的洛伦兹力大小、方向均不变nnCCCC、只只只只要要要要带带带带电电电电粒粒粒粒子子子子在在在在磁磁磁磁场场场场中中中中运运运运动动动动,就就就就一一一一定定定定受受受受洛洛洛洛伦兹力作用伦兹力作用伦兹力作用伦兹力作用nnDDDD、带带带带电电电电粒粒粒粒子子子子受受受受洛洛洛洛伦伦伦伦兹兹兹兹力力力力小小小小,则则则则该该该该磁磁磁磁场场场场的的的的磁磁磁磁感感感感应强度小应强度小应强度小应强度小BB课堂练习课堂练习3333、电子以初速度、电子以初速度、电子以初速度、电子以初速度vv垂直进入磁感应强度为垂直进入磁感应强度为垂直进入磁感应强度为垂直进入磁感应强度为BBBB的的的的匀强磁场中匀强磁场中匀强磁场中匀强磁场中,则则则则()()()()AAAA、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、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.BBBB、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、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CCCC、电子的速度始终不变、电子的速度始终不变、电子的速度始终不变、电子的速度始终不变.DDDD、电子的动能始终不变、电子的动能始终不变、电子的动能始终不变、电子的动能始终不变BD课堂练习课堂练习四、应用一四、应用一四、应用一四、应用一-电视显像管的工作原理电视显像管的工作原理电视显像管的工作原理电视显像管的工作原理电视显像管应用了电视显像管应用了电视显像管应用了电视显像管应用了电子束在磁场中的偏转电子束在磁场中的偏转电子束在磁场中的偏转电子束在磁场中的偏转原理。
原理。
电子束射向荧光屏就能发光,一束电子束只能使荧电子束射向荧光屏就能发光,一束电子束只能使荧电子束射向荧光屏就能发光,一束电子束只能使荧电子束射向荧光屏就能发光,一束电子束只能使荧光屏上的一个点发光,而通过偏转线圈中磁场的偏光屏上的一个点发光,而通过偏转线圈中磁场的偏光屏上的一个点发光,而通过偏转线圈中磁场的偏光屏上的一个点发光,而通过偏转线圈中磁场的偏转就可以使整个荧光屏发光。
转就可以使整个荧光屏发光。
练习:
完成课本练习:
完成课本9797页思考与讨论页思考与讨论四、应用二四、应用二-极光极光拓展:
从太阳或其他星体上,时刻拓展:
从太阳或其他星体上,时刻都有大量的高能粒子流放出,称为都有大量的高能粒子流放出,称为都有大量的高能粒子流放出,称为都有大量的高能粒子流放出,称为宇宙射线宇宙射线宇宙射线宇宙射线。
这些高能粒子流若都到。
这些高能粒子流若都到达地球,将对地球上的生物带来危达地球,将对地球上的生物带来危达地球,将对地球上的生物带来危达地球,将对地球上的生物带来危害。
但由于地球周围存在磁场,在害。
但由于地球周围存在磁场,在洛伦兹力的作用下,改变了宇宙射洛伦兹力的作用下,改变了宇宙射洛伦兹力的作用下,改变了宇宙射洛伦兹力的作用下,改变了宇宙射线中带电粒子的运动方向,从而对线中带电粒子的运动方向,从而对线中带电粒子的运动方向,从而对线中带电粒子的运动方向,从而对宇宙射线起了一定的阻挡作用。
宇宙射线起了一定的阻挡作用。
在南北极时,磁场垂直于地面,在南北极时,磁场垂直于地面,在南北极时,磁场垂直于地面,在南北极时,磁场垂直于地面,高能粒子可以进入大气层,撞击高高能粒子可以进入大气层,撞击高高能粒子可以进入大气层,撞击高高能粒子可以进入大气层,撞击高层大气分子使其电离,产生极光。
层大气分子使其电离,产生极光。
44、假设有一个带正电的宇宙假设有一个带正电的宇宙射线粒子垂直于地面向赤道射线粒子垂直于地面向赤道射来,在地球磁场的作用下,射来,在地球磁场的作用下,它将向它将向方向偏转(填方向偏转(填“东东”、“南南”、“西西”或或“北北”),此过程中粒子的速),此过程中粒子的速度将度将(填(填“变大变大”、“变小变小”或或“不变不变”,粒子所,粒子所受重力不计)受重力不计)东东不变不变课堂练习课堂练习5555、如图示,一带负电的小滑块从粗糙的斜面顶端、如图示,一带负电的小滑块从粗糙的斜面顶端、如图示,一带负电的小滑块从粗糙的斜面顶端、如图示,一带负电的小滑块从粗糙的斜面顶端滑至底端时的速率为滑至底端时的速率为滑至底端时的速率为滑至底端时的速率为vv;
若加一个垂直纸面向外的;
若加一个垂直纸面向外的匀强磁场,并保证小滑块能滑至底端,则它滑至底匀强磁场,并保证小滑块能滑至底端,则它滑至
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