安培力与洛伦兹力课件

欢迎各位领导、老师欢迎各位领导、老师光临指导！光临指导！欢迎各位领导、老师欢迎各位领导、老师光临指导！光临指导！虞城县第一高级中学虞城县第一高级中学 祝平原祝平原欢迎各位领导、老师欢迎各位领导、老师虞城县第一高级中学 1复复习回回忆1、电流在磁场中受安培力大小的公式如何？、电流在磁场中受安培力大小的公式如何？公式适用的条件是什么？公式适用的条件是什么？2、安培力的方向如何？应如何判断？、安培力的方向如何？应如何判断？安培力大小安培力大小：F=BIL适用条件适用条件：电流方向和磁场方电流方向和磁场方向垂直。向垂直。安培力的方向与磁场方向垂安培力的方向与磁场方向垂直，与电流方向垂直；应用左直，与电流方向垂直；应用左手定则判断。手定则判断。复习回忆1、电流在磁场中受安培力大小的公式如何？安培力2电流是电荷的定向移动形成的，磁电流是电荷的定向移动形成的，磁场对电流能产生力的作用，场对电流能产生力的作用，那么，运动电荷在磁场中是否也同那么，运动电荷在磁场中是否也同样受到力的作用呢？样受到力的作用呢？问题问题3课题：课题：磁场对运动电荷的作用力磁场对运动电荷的作用力课件教师：祝平原课件教师：祝平原课题：课件教师：祝平原4阴极阴极阳极阳极狭缝狭缝荧光屏荧光屏电子束电子束洛伦兹力洛伦兹力阴极阳极狭缝荧光屏电子束真空电子射线管洛伦兹力5NSNS6SNSN7实验结果实验结果 (1).在没有外磁场时在没有外磁场时,电子沿电子沿 直线前进直线前进,表明运动的电荷没有表明运动的电荷没有受到力的作用受到力的作用.(2).当有外磁场时当有外磁场时,电子束运电子束运动的轨迹发生弯曲动的轨迹发生弯曲,表明表明运动电运动电荷受到磁场的作用力荷受到磁场的作用力.实验结果 (1).在没有外磁场时,电子沿 8洛伦兹力洛伦兹力1.洛伦兹力定义：磁场对电荷的作用力。洛伦兹力定义：磁场对电荷的作用力。2.验证：验证：洛伦兹力1.洛伦兹力定义：磁场对电荷的作用力。9精密实验结论精密实验结论1、运动电荷在磁场中受力的作用、运动电荷在磁场中受力的作用“洛伦洛伦 兹力兹力”。（注：。（注：VB 时运动电荷不受力时运动电荷不受力）2、所受洛伦兹力的方向与磁场方向垂直，与、所受洛伦兹力的方向与磁场方向垂直，与 运动方向也垂直；且遵守运动方向也垂直；且遵守“左手定则左手定则”“平伸左手，拇四垂直，磁感线垂直穿入平伸左手，拇四垂直，磁感线垂直穿入 手心，让四指指向手心，让四指指向正正电荷运动方向，拇指电荷运动方向，拇指 所指为洛伦兹力的方向。所指为洛伦兹力的方向。”3、由以上内容可以看出安培力和洛伦兹力、由以上内容可以看出安培力和洛伦兹力 的关系的关系安培力是洛伦力的宏观表安培力是洛伦力的宏观表 现；现；或者说：安培力是大量运动电荷所受洛或者说：安培力是大量运动电荷所受洛 伦兹力的合力。伦兹力的合力。精密实验结论1、运动电荷在磁场中受力的作用“洛伦2、10巩固练习：巩固练习：1、请标出下列各图中带电粒子的洛伦兹力方向 VB+q VBqVBqBVq A B C DFF不受力垂直纸面向外 BVB方向向上或向下2、请标出下列各图中粒子所处的磁场方向或粒子的电性或粒子运动方向。qFVFF q BB qV A B C D不受力Vq巩固练习：1、请标出下列各图中带电粒子的洛伦兹力方向 11洛伦兹力的大小：洛伦兹力的大小：设有一段长为设有一段长为 L，截面积为，截面积为 S 的导体，通以电流强度为的导体，通以电流强度为I 的电流放入磁场中，导体与匀强磁场的方向垂直，磁的电流放入磁场中，导体与匀强磁场的方向垂直，磁感强度为感强度为 B，导体单位体积内有，导体单位体积内有 n 个自由电荷，电量为个自由电荷，电量为 q，定向移动速率为，定向移动速率为 V。导体所受的安培力体所受的安培力为：F安安=B I L 导体中的体中的电流有：流有：I =nqVS安培力与每一个运安培力与每一个运动电荷受洛荷受洛伦兹力的关系：力的关系：F安安=LSnF洛洛对上面三式上面三式进行行处理得：理得：F洛洛=BVq结论：运动电荷在磁场中垂直于磁场运动所受 的洛伦兹力大小与磁感强度、电荷速度 、电荷电量均成正比。洛伦兹力的大小：设有一段长为 L，截面积为 S 的导体，通12根据所学知识进行分析思考并论述：根据所学知识进行分析思考并论述：1、洛伦兹力在电荷运动中的做功情况？、洛伦兹力在电荷运动中的做功情况？2、洛伦兹力在带电物体运动中对运动状态的影、洛伦兹力在带电物体运动中对运动状态的影 响如何？响如何？洛伦兹力由于总与电荷运动方向垂直，所以洛洛伦兹力由于总与电荷运动方向垂直，所以洛 伦兹力不做功。伦兹力不做功。这一点与安培力不同，请同学这一点与安培力不同，请同学 们理解、牢记。们理解、牢记。由于洛伦兹力不做功，所以在带电物体的运动由于洛伦兹力不做功，所以在带电物体的运动 中，洛伦兹力不影响物体的速率，只改变物体中，洛伦兹力不影响物体的速率，只改变物体 运动的方向。运动的方向。根据所学知识进行分析思考并论述：1、洛伦兹力在电荷运动13知识梳理：知识梳理：1 1、运动电荷在速度与磁场方向不平行时受磁场的、运动电荷在速度与磁场方向不平行时受磁场的 作用力作用力洛伦兹力洛伦兹力F F2 2、通电导线在磁场中所受的安培力是形成电流的、通电导线在磁场中所受的安培力是形成电流的 运动电荷所受洛伦兹力的运动电荷所受洛伦兹力的宏观宏观表现。表现。3 3、洛伦兹力的方向垂直于磁场方向，垂直于运动、洛伦兹力的方向垂直于磁场方向，垂直于运动 方向，遵守方向，遵守左手左手定则。（洛伦兹定则。（洛伦兹力力不做功）不做功）4 4、洛伦兹力的大小：、洛伦兹力的大小：F=BVqF=BVq 5 5、洛伦兹力的大小和方向都与磁场的、洛伦兹力的大小和方向都与磁场的B B及运动速及运动速 度度V V有有瞬时瞬时对应关系。对应关系。知识梳理：1、运动电荷在速度与磁场方向不平行时受磁场的14思考与讨论思考与讨论1 1、如果带电粒子射入匀强磁场时、如果带电粒子射入匀强磁场时,初速初速度方向与磁场方向垂直度方向与磁场方向垂直,粒子仅在洛伦粒子仅在洛伦兹力的作用下将作什么运动兹力的作用下将作什么运动?+qv-qv思考与讨论1、如果带电粒子射入匀强磁场时,初速度方向与磁场方15安培力与洛伦兹力课件16一、带电粒子在匀强磁场中的运动一、带电粒子在匀强磁场中的运动2、沿着与磁场垂直的方向射入磁场的带电粒、沿着与磁场垂直的方向射入磁场的带电粒子，在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹子，在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供做向心力，只改变速度的方向，不改力提供做向心力，只改变速度的方向，不改变速度的大小。变速度的大小。1、带电微观粒子的质量很小，在磁场中运动、带电微观粒子的质量很小，在磁场中运动受到洛伦兹力远大于它的重力，因此可以把受到洛伦兹力远大于它的重力，因此可以把重力忽略不计，认为只受洛伦兹力作用。重力忽略不计，认为只受洛伦兹力作用。一、带电粒子在匀强磁场中的运动2、沿着与磁场垂直的方向射入磁172、圆周运动的半径、圆周运动的半径3、圆周运动的周期、圆周运动的周期2、圆周运动的半径3、圆周运动的周期18例题分析：例题分析：1、如图所示，场强为、如图所示，场强为E的匀强电场和磁感强度为的匀强电场和磁感强度为B的匀的匀 强磁场相互正交，一个质子以速度强磁场相互正交，一个质子以速度V0并跟并跟E、B都垂都垂 直的方向从直的方向从A点射入，质子质量为点射入，质子质量为m，电量为，电量为e，当，当 质子运动到质子运动到C点时，偏离射入方向的距离为点时，偏离射入方向的距离为d，则质，则质 子在子在C点的速率为多大点的速率为多大 EBACd？例题分析：1、如图所示，场强为E的匀强电场和磁感强度为B的匀192、质量量为m电量量为q的小物的小物块放在斜面上，斜面放在斜面上，斜面倾角角为，物物块与斜面与斜面间摩擦系数摩擦系数为，设整个斜面置于磁感整个斜面置于磁感应强度度为B的匀的匀强磁磁场中，如中，如图所示，斜面足所示，斜面足够长，物，物块向下滑向下滑动能达能达到的最大速度是多少到的最大速度是多少 GNFf例题分析：例题分析：？2、质量为m电量为q的小物块放在斜面上，斜面倾角为，物块20课堂练习：课堂练习：1、在一个长直螺线管中能入方向周期性变化的电流，然、在一个长直螺线管中能入方向周期性变化的电流，然 后沿螺线管中心轴线射入一个电子，电子在管内所作后沿螺线管中心轴线射入一个电子，电子在管内所作 的运动将是的运动将是 （）A、匀速直线运动、匀速直线运动 B、匀速圆周运动、匀速圆周运动 C、往复运动、往复运动 D、螺旋运动、螺旋运动2、从东向西运动的电子，由于受到地球磁场的作用，将、从东向西运动的电子，由于受到地球磁场的作用，将 会偏向会偏向 （）A、南方、南方 B、北方、北方 C、上方、上方 D、下方、下方3、磁场对通电导线的作用力，实质上是磁场对导线中、磁场对通电导线的作用力，实质上是磁场对导线中 作用力的宏观表现。所以，洛伦兹力是作用力的宏观表现。所以，洛伦兹力是 对对 的作用力。的作用力。AC 运运动电荷动电荷磁场磁场运动电荷运动电荷 课堂练习：1、在一个长直螺线管中能入方向周期性变化的电流，然214、（、（1992年高考题）如图中虚线所围的区域内，存在电年高考题）如图中虚线所围的区域内，存在电 场强度为场强度为E的匀强电场和磁感强度为的匀强电场和磁感强度为B的匀强磁场。的匀强磁场。已知从左侧水平射入的电子，穿过这一区域未发生已知从左侧水平射入的电子，穿过这一区域未发生 偏转。设电子重力不计，则这个区域内的偏转。设电子重力不计，则这个区域内的E和和B的方的方 向可能是向可能是 （）A、E和和B都沿水平方向，并与电子运动方向相同都沿水平方向，并与电子运动方向相同 B、E和和B都沿水平方向，并与电子运动方向相反都沿水平方向，并与电子运动方向相反 C、E竖直向上，竖直向上，B垂直纸面向外垂直纸面向外 D、E竖直向上，竖直向上，B垂直纸面向里垂直纸面向里vEBAB课堂练习4、（1992年高考题）如图中虚线所围的区域内，存在电vEA22 作业；作业；1、整理本节课的知识内容；整理本节课的知识内容；2、完成课本上的练习题。、完成课本上的练习题。作业；23解：处理物体运动问题，要从受力分析入手，质子在运动过程中受两个力作用，电场力和洛伦兹力，由力的性质知，质子运动轨迹非常复杂，所以只能用动能定理解。洛伦兹力不做功，所以吸电场力做功。由动能定理得：eEd=mVt2/2mV02/2解得：2eEdmV02 mVt=解：处理物体运动问题，要从受力分析入手，质子在运动过程中受两24物块开始下滑时速度不断增大，由物块开始下滑时速度不断增大，由 F=qvB可知，可知，F增大，而摩擦力增大，而摩擦力f=f=（mgcos+Fmgcos+F）也增大，故合力也增大，故合力F F合合=mgsin=mgsinf f 在不断减小。在不断减小。分析解答分析解答：物块下滑时的受力情况如图所示。物块下滑时的受力情况如图所示。当当F合合=0时，加速度时，加速度a=0，物块速度达到最大，物块速度达到最大，此后物块便作匀速直线运动。所以速度达到最此后物块便作匀速直线运动。所以速度达到最大的条件是大的条件是F合合=0 即有即有：mgsin mgsin（mgcosmgcosF F）=0=0 又有：又有：F Fm m=qV=qVm mB B联解得：联解得：V Vm m=mg=mg（sinsincoscos）物块开始下滑时速度不断增大，由 F=qvB分析解答：物块25做直线运动说明电子流做直线运动说明电子流不受力作用；不受力作用；做曲线运动说明电子流做曲线运动说明电子流受力作受力作用用。做直线运动说明电子流26无磁场时，电子流做直无磁场时，电子流做直线运动，电子不受力；线运动，电子不受力；有有磁场磁场时，电子流做曲时，电子流做曲线运动，电子受力。线运动，电子受力。无磁场时，电子流做直线运动，电子不受力；27安培力是电流受的安培力是电流受的力，是运动电荷力，是运动电荷 受受力的合力；是运动力的合力；是运动电荷电荷 受力的宏观表受力的宏观表现现。安培力是电流受的力，是运动电荷 受力的合力；是运动电荷 受力28