高中物理人教选修31课件3.6运动电荷在磁场中受到的力

1、,高中物理选修3-1人教版,第三章 磁 场,第六讲 运动电荷在磁场中受到的力,目标定位,运动电荷在磁场中受到的力,一、洛伦兹力的方向和大小,1、（1）运动电荷 （2）宏观表现 2、（1）磁感线 正电荷运动的方向 洛伦兹力 相反 （2）B和v 3、FqvB FqvBsin,想一想：当入射粒子为负电荷时，如何使用左手定则判断洛伦兹力方向？,答：当入射粒子为负电荷时，我们使四指指向负电荷运动的反方向，此时拇指的指向就是负电荷的所受洛伦兹力的方向.,二、电视显像管的工作原理,1、偏转线圈 2、 磁偏转 3、偏转磁场 扫描,想一想：显像管工作时，电子束是依次扫描荧光屏上各点，但是我们为什么觉察不到荧光屏的闪烁？,答：电视机中的电子束每秒要进行50场扫描，由于视觉暂留的效果，所以我们感觉到整个荧光屏都在发光而不是闪烁.,预习导学,运动电荷在磁场中受到的力,一、洛伦兹力的方向,1.判断方法：左手定则,2. FB，Fv，F垂直于B、v确定的平面，但B与v不一定垂直,3. 洛伦兹力的方向随电荷运动方向的变化而变化但无论怎么变化，洛伦兹力都与运动方向垂直，故洛伦兹力永不做功，它只改变电荷的运动方向，不改变

2、电荷速度大小,课堂讲义,运动电荷在磁场中受到的力,【例1】如下图所示的磁感应强度B电荷的运动速度v和磁场对电荷的作用力F的相互关系图中，画得正确的是(其中B、F、v两两垂直) ( ),借题发挥 确定洛伦兹力的方向还需明确运动电荷的电性，特别注意负电荷的运动方向与左手四指的指向应相反,根据左手定则可得四幅图的洛伦兹力方向,C,课堂讲义,运动电荷在磁场中受到的力,二、 洛伦兹力的大小,课堂讲义,运动电荷在磁场中受到的力,2洛仑兹力与电场力的比较：,（1）洛仑兹力F=qvB：只有运动电荷，且运动电荷的运动方向与磁场方向不平行时才受到洛仑兹力；洛仑兹力的方向总与速度方向垂直，用左手定则判断。,（2）电场力FqE：只要是电荷在电场中就要受到电场力；电场力的方向与场强E同线（正电荷与E同向，负电荷与E反向）。,课堂讲义,运动电荷在磁场中受到的力,【例2】在图3-5-2所示的各图中，匀强磁场的磁感应强度均为B，带电粒子的速率均为v，带电荷量均为q.试求出图中带电粒子所受洛伦兹力的大小，并指出洛伦兹力的方向,(1)因vB，所以F qvB，方向与v垂直向左上方,由于v与B平行，所以不受洛伦兹力,课堂讲义

3、,运动电荷在磁场中受到的力,【例3】在如下图所示的匀强电场和匀强磁场共存的区域内，电子可能沿水平方向向右做直线运动的是( ),BC,课堂讲义,运动电荷在磁场中受到的力,三、洛仑兹力作用下的带电体的运动,分析带电体在磁场中的受力运动问题，与力学方法相似： 首先要受力分析，然后根据运动状态，选择恰当的物理规律,课堂讲义,运动电荷在磁场中受到的力,小滑块的初状态,离开斜面时FN=0，洛伦兹力应垂直斜面向上，从而可以判断所带电荷的正负,小物块到达斜面底端时刚好离开斜面,课堂讲义,运动电荷在磁场中受到的力,【例4】一个质量m0.1 g的小滑块，带有q5104 C的电荷量，放置在倾角30的光滑斜面上(绝缘)，斜面固定且置于B0.5 T的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，如图所示，小滑块由静止开始沿斜面滑下，斜面足够长，小滑块滑至某一位置时，要离开斜面(g取10 m/s2)求： (1)小滑块带何种电荷？ (2)小滑块离开斜面时的瞬时速度多大？ (3)该斜面长度至少多长？,【例题4】一个质量m0.1 g的小滑块，带有q5104 C的电荷量，放置在倾角30的光滑斜面上(绝缘)，斜面固定且置于B0.5 T

4、的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，如图所示，小滑块由静止开始沿斜面滑下，斜面足够长，小滑块滑至某一位置时，要离开斜面(g取10 m/s2)求： (1)小滑块带何种电荷？ (2)小滑块离开斜面时的瞬时速度多大？ (3)该斜面长度至少多长？,若要使小滑块离开斜面，则洛伦兹力F应垂直斜面向上，根据左手定则可知，小滑块应带负电荷,课堂讲义,运动电荷在磁场中受到的力,(1)小滑块在沿斜面下滑的过程中，受重力mg、斜面支持力FN和洛伦兹力F作用，如图所示,【例题4】一个质量m0.1 g的小滑块，带有q5104 C的电荷量，放置在倾角30的光滑斜面上(绝缘)，斜面固定且置于B0.5 T的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，如图所示，小滑块由静止开始沿斜面滑下，斜面足够长，小滑块滑至某一位置时，要离开斜面(g取10 m/s2)求： (1)小滑块带何种电荷？ (2)小滑块离开斜面时的瞬时速度多大？ (3)该斜面长度至少多长？,(2)小滑块沿斜面下滑的过程中，垂直于斜面的加速度为零，由平衡条件得FFNmgcos ，当支持力FN0时，小滑块脱离斜面设此时小滑块速度为vmax，则此时小滑块所受洛伦兹力FBqv

5、max，,课堂讲义,运动电荷在磁场中受到的力,【例题4】一个质量m0.1 g的小滑块，带有q5104 C的电荷量，放置在倾角30的光滑斜面上(绝缘)，斜面固定且置于B0.5 T的匀强磁场中，磁场方向垂直纸面向里，如图所示，小滑块由静止开始沿斜面滑下，斜面足够长，小滑块滑至某一位置时，要离开斜面(g取10 m/s2)求： (1)小滑块带何种电荷？ (2)小滑块离开斜面时的瞬时速度多大？ (3)该斜面长度至少多长？,(3)设该斜面长度至少为l，则小滑块离开斜面的临界情况为小滑块刚滑到斜面底端时因为下滑过程中只有重力做功，,课堂讲义,运动电荷在磁场中受到的力,洛伦兹力的方向,1.在阴极射线管中电子流方向由左向右，其上方放置一根通有如图所示电流的直导线，导线与阴极射线管平行，则电子将(),A向上偏转 B向下偏转 C向纸里偏转 D向纸外偏转,解析由题图可知，直线电流的方向由左向右，根据安培定则，可判定直导线下方的磁场方向为垂直于纸面向里，而电子运动方向由左向右，由左手定则知(电子带负电荷，四指要指向电子运动方向的反方向)，电子将向下偏转，故B选项正确,B,对点练习,运动电荷在磁场中受到的力,洛伦

6、兹力的大小,2如图7所示，带负电荷的摆球在一匀强磁场中摆动匀强磁场的方向垂直纸面向里摆球在A、B间摆动过程中，由A摆到最低点C时，摆线拉力大小为F1，摆球加速度大小为a1；由B摆到最低点C时，摆线拉力大小为F2，摆球加速度大小为a2，则 () AF1F2，a1a2 BF1F2，a1a2 CF1F2，a1a2 DF1F2，a1a2,以小球为研究对象,由AC过程中在C点受力情况,F1f洛mgma1,由BC过程中在C点受力情况,F2 f洛mgma2,B,对点练习,运动电荷在磁场中受到的力,洛伦兹力的综合应用,3. 在两平行金属板间，有如图所示的互相正交的匀强电场和匀强磁场粒子以速度v0从两板的正中央垂直于电场方向和磁场方向射入时，恰好能沿直线匀速通过供下列各小题选择的答案有： A不偏转 B向上偏转 C向下偏转 D向纸内或纸外偏转,(1)若质子以速度v0从两板的正中央垂直于电场方向和磁场方向射入时，质子将_ (2)若电子以速度v0从两板的正中央垂直于电场方向和磁场方向射入时，电子将_ (3)若质子以大于v0的速度，沿垂直于电场方向和磁场方向从两板正中央射入，质子将 (4)若增大匀强磁场的磁感应强度，其他条件不变，电子以速度v0沿垂直于电场和磁场的方向，从两极正中央射入时，电子将_,A,A,B,C,对点练习,运动电荷在磁场中受到的力,再见,

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