人教版高中物理选修3-1《第三章第五节-运动电荷在磁场中受到的力》课件(56张ppt)
56页1、3.5 磁场对运动电荷的作用力,(洛伦兹力),复习回顾,方向:,运用左手定则判断安培力的方向,安培力:,1、磁场对通电导线的作用力,大小:,左手定则,为B和I 之间的夹角,2、通电导线中的电流是怎样形成的呢?,【思考】既然磁场对电流有力的作用,而电流是由电荷的定向移动形成的.那么磁场是否对运动电荷也有作用力呢?,电荷的定向移动形成的,为什么磁场对通电导线有作用力?,电子射线管的原理: 从阴极发射出来电子,在阴阳两极间的高压作用下,使电子加速,形成电子束,轰击到长条形的荧光屏上激发出荧光,可以显示电子束的运动轨迹。,让事实说话,实验现象: 在没有外磁场时,电子束沿直线运动,将蹄形磁铁靠近阴极射线管,发现电子束运动轨迹发生了弯曲。,结论:磁场对运动电荷有作用力.,荷兰物理学家,他是电子论的创始人、相对论中洛伦兹变换的建立者,并因在原子物理中的重要贡献(塞曼效应)获得第二届(1902年)诺贝尔物理学奖。被爱因斯坦称为“我们时代最伟大,最高尚的人”。,荷兰物理学家 洛伦兹 (Lorentz, 18531928),运动电荷在磁场中受到的作用力磁场对运动电荷的作用力,磁场对电流有安培力的作用,而电
2、流是由电荷定向运动形成的,且磁场对运动电荷有洛伦兹力的作用.所以安培力是洛伦兹力的宏观表现.,一、洛伦兹力的定义,为什么磁场对通电导线有作用力?,安培力,洛仑兹力,磁场对电流的作用,磁场对运动电荷的作用,因,果,微观原因,宏观表现,1.判定安培力方向。 2.电流方向和电荷运动方向的关系。 3.安培力方向和洛伦兹力方向的关系。 4.电荷运动方向、磁场方向、洛伦兹力方向的关系。,想一想,二、洛伦兹力的方向,左手定则:伸开左手,使拇指与其余四指垂直且处于同一平面内;让磁感线从掌心进入,使四指指向正电荷运动的方向,拇指所指的方向就是正电荷所受洛伦兹力的方向,如果是负电荷,我们应如何判定洛伦兹力的方向?,四指的方向,电流的方向,正电荷的运动方向 负电荷运动的反方向,二、洛伦兹力的方向,B,F垂直于纸面向外,F垂直于纸面向外,甲,乙,丙,丁,训练巩固:试判断下图中的带电粒子刚进入磁场时所受洛伦兹力的方向,B,B,B,1、以相同速度进入同一磁场的 正、负电荷受到的洛伦兹力方向相反,2、洛伦兹力的方向 垂直于v和B组成的平面,心得体会,洛伦兹力大小可能会与哪些因素有关?,当电荷运动方向跟磁场方向垂直时
3、洛伦兹力的大小跟三个因素相关:,1.磁感应强度B,2.电荷量q,3.电荷运动快慢v,三、洛伦兹力的大小,设有一段长为L,横截面积为S的直导线,单位体积内的自由电荷数为n,每个自由电荷的电荷量为q,自由电荷定向移动的速率为v.这段通电导线垂直磁场方向放入磁感应强度为B的匀强磁场中,求,三、洛伦兹力的大小,(1)通电导线中的电流 (2)通电导线所受的安培力 (3)这段导线内的自由电荷数 (4)每个电荷所受的洛伦兹力,单位:F(N),q(C),v(m/s), B(T),电荷量为q的粒子以速度v运动时,如果速度方向与磁感应强度方向垂直,那么粒子所受的洛伦兹力为,(v垂直B),三、洛伦兹力的大小,问题:若带电粒子不垂直射入磁场,粒子受到的洛伦兹力又如何呢?,B,v,F,V2,V1,当运动电荷的速度v方向与磁感应强度B方向的夹角为,电荷所受的洛伦兹力大小为,单位:F(N),q(C),v(m/s), B(T),三、洛伦兹力的大小,F洛=qvB =1.6010-1931060.10N =4.810-14N,电子的速率v=3106m/s,垂直射入B=0.10T的匀强磁场中,它受到的洛伦兹力是多大?,课
4、堂 练 习,解:因为v垂直B,所以所受洛伦兹力大小,当一带正电q的粒子以速度v沿螺线管中轴线进入该通电螺线管,若不计重力,则( ) A带电粒子 速度大小改变 B带电粒子速度方向改变 C带电粒子速度大小不变 D带电粒子速度方向不变,CD,课 堂 练 习,电荷量为q的粒子在匀强磁场中运动,下列说法正确的是( ) A只要速度大小相同,所受洛伦兹力就相同 B如果把q改为-q,且速度反向,大小不变,则洛伦兹力的大小方向不变 C洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直,磁场方向一定与电荷运动方向垂直 D粒子的速度一定变化,B,课 堂 练 习,1、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 2、洛伦兹力方向:左手定则 F V F B 3、洛伦兹力大小: F洛=qVBsin VB F洛=qVB VB F洛= 0,根据洛伦兹力的方向与带电粒子运动方向的关系(FV FB) ,请你推测: 1、洛伦兹力对带电粒子运动的速度有什么影响? 2、带电粒子在磁场中运动时,洛伦兹力对带电粒子是否做功?,思考与讨论:,洛伦兹力只改变速度的方向, 不改变速度的大小.,洛伦兹力对电荷不做功.,四、洛伦兹力的特点:
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