运动电荷在磁场中受到的力ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2013-9-9,#,第三章 磁场,3.5,运动电荷在磁场中受到的力,复习回顾,方向,:,I,B,30,I,B,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,:,F,F,左手定则,B,和,I,之间的,方向,夹角,导体中的电流是由电荷的,定向移动,产生的,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,?,演示实验,结论,：,磁场对运动电荷有作用力,.,阴极,阳极,狭缝,荧光,板,电子,束,真空阴极射线管,实验验证,演示：阴极射线在磁场中的偏转,当电子射线管的周围不存在磁场时，,电子的,运动轨迹,是,直线,当电子射线管的周围存在磁场,时，,电子的,运动轨迹,是,曲线,磁场对运动电荷有力的作用,结论,一、洛伦兹力,运动,电荷在磁场中受到的力称为,洛伦兹力.,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),洛伦兹力,运动电荷在磁场中受到的作用力,磁场对电流有安培力的作用，而电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,.,为什么磁场对通电导线有作用力,?,安培力是洛伦兹力的,宏观表现,洛伦兹力是安培力的,微观本质,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,+,I,F,-,I,F,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。,二,.,洛伦兹力的方向,-,左手定则,v,1,、伸开左手，使大拇指和其余四指垂直且处于同一平面内，把手放入磁场中，让磁感线穿入手心，使四指指向,正电荷,运动的方向，那么拇指所指的方向就使正电荷所受洛伦兹力的方向。,2,、 如果运动的是,负电荷,，则四指指向,负电荷,运动的,反方向,，那么拇指所指的方向就是负电荷所受洛伦兹力的方向。,F,F,v,N,S,下图中电子束的偏转方向？,1,实验验证：,S,N,实验事实证明左手定则适用于洛伦兹力方向的判定。,课堂训练,竖直向上,竖直向上,垂直纸面向内,垂直面向外,1,判断,下列粒子进入磁场时所受的洛伦兹力的方向,q,F,F,q,F,F,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,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,I,F,v,v,v,v,（,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,1.,F,洛,=qVB ( VB,）,2.,F,洛,= 0 ( VB,）,3.当V与B成一角度,时,三、洛伦兹力大小,B,v,F,v,B,V,2,V,1,F,洛,=qVBsin,思考与讨论,（,1,）洛伦兹力方向与带电粒子的运动方向有什么关系？,洛伦兹力方向与带电粒子运动方向,垂直,（,2,）,洛伦兹力对带电粒子,运动的速度有什么影响？,只,改变,粒子速度的,方向,，,不改变,粒子速度的,大小,（,3,）洛伦兹力对带电粒子做的功是多少？,由于洛伦兹力方向始终与带电粒子运动方向垂直，,所以,洛伦兹力对运动电荷不做功,F v,F B,小 结,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、洛伦兹力的方向：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,= 0,4、特点：洛伦兹力只改变力的方向，不改变 力的大小，洛伦兹力对运动电荷不做功,2,、,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, , , ,+, , , ,V,V,+,V,V,V,+,V,F,L,+,V,垂直纸面向外,垂直纸面向里,+,V,F,L,F,L,F,L,F,L,=0,F,L,=0,课堂练习,:,3,：,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，射线分裂成,a,、,b,、,c,三束，请分析三束射线的电性。,欣赏,“,极光,”,欣赏,“,极光,”,欣赏,“,极光,”,欣赏,“,极光,”,欣赏,“,极光,”,欣赏,“,极光,”,太阳喷射出的带电粒子（称太阳风）受地球磁场的作用而进入地球的两极地区，轰击高层大气气体使其电离的彩色发光现象称为极光,+,+,以正电荷为例,4,、,极光现象,5,：,下列说法正确的是：,( ),运动电荷在磁感应强度不为零的地方，一定受到洛伦兹力的作用；,B.,运动电荷在某处不受洛伦兹力的作用，则该处的磁感应强度一定为零；,C.,洛伦兹力既不能改变带电子粒子的动能，也不能改变带电粒子的加速度；,D.,洛伦兹力对带电粒子不做功。,6,关于,带电粒子所受洛仑兹力,F,、磁感应强度,B,和粒子速度,v,三者之间的关系，下列说法中正确的是（ ）,A,、,F,、,B,、,v,三者必定均相互垂直,B,、,F,必定垂直于,B,、,v,，但,B,不一定垂直,v,C,、,B,必定垂直于,F,，但,F,不一定垂直于,v,D,、,v,必定垂直于,F,，但,F,不一定垂直于,B,7,：,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,。,有一匀强磁场，磁感应强度大小为,1.2T,，方向由南指向北，如有一质子沿竖直向下的方向进入磁场，磁场作用在质子上的力为,9.610,-14,N,，则质子射入时速度为,质子在磁场中向,方向偏转,。,变式训练,：,8,510,m/s,东,9,：,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,C,