高二物理课件人教选修三 磁场中的运动电荷

欢迎进入物理课堂 3 2磁场中的运动电荷 教学目标 知训与能力 洛仑兹力 1 洛仑兹力 磁场对运动电荷力的作用 2 洛仑兹力和安培力是微观和宏观的关系 洛仑兹力的方向的判断 电子束的磁偏转1 磁场的强弱和电子的速度都能影响圆的半径 显像管的工作原理实验仪器 安装一个阴极 一个阳极的真空玻璃管 高压电源 磁铁 知识回顾 判断下列图中安培力的方向 若已知上图中 B 4 0 10 2T 导线长L 10cm I 1A 求 通电导线所受的安培力大小 电流是如何形成的 思考 电流是电荷的定向运动形成的 而磁场对电流 通电导线 有力的作用 由此你会想到了什么 磁场可能对运动电荷有力的作用 实验 用阴极射线管研究磁场对运动电荷的作用 实验验证 在真空玻璃管内安装一个阴极 一个阳极 阴极接高电压的负极 阳极接正极 阴极能够发射电子 电子束在两极之间的电场力的作用下从阴极飞向阳极 这个管子叫做电子射线管 为了显示电子束运动的情况 管内装有长条形的荧光屏 屏上的物质受到电子的撞击时能够发光 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 1 磁场对运动电荷有力的作用 这个力叫做洛仑兹力 2 洛伦兹力与安培力的关系 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 洛伦兹 1853 1928 洛伦兹 荷兰物理学家 首先提出磁场对运动电荷有作用力的观点 洛伦兹创立了经典电子论 提出了洛伦兹变换公式 1902年与其学生塞曼共同获得诺贝尔物理学奖 为纪念洛伦兹的卓著功勋 荷兰政府决定从1945年起 把他的生日定为 洛伦兹节 3 洛伦兹力的方向 左手定则 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 让磁感线垂直穿过手心 若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 洛伦兹力的方向 下图中电子束的偏转方向画的方向正确吗 洛仑兹力F洛的大小与什么有关 F F B 请大家猜一猜 速度V 磁场的磁感应强度B 带电粒子的电荷量q 可以证明 洛仑兹力f的大小等于电荷量q 速度V 磁感应强度B三者的乘积 当速度V的方向与磁感应强度B的方向垂直时 4 洛伦兹力的大小 当速度V的方向与磁感应强度B的方向平行时 F 0 课堂练习 1 判断下列粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向 F垂直纸面向里 F垂直纸面向外 例2 关于带电粒子所受洛伦兹力F和磁感应强度B及粒子速度v三者之间的关系 下列说法中正确的是A F B v三者必定均保持垂直B F必定垂直于B v 但B不一定垂直于vC B必定垂直于F v 但F不一定垂直于vD v必定垂直于F B 但F不一定垂直于B 1 产生 电场对运动电荷 静止电荷都有电场力的作用 磁场只对运动电荷才有磁场力的作用 洛伦兹力与电场力的区别 2 大小 在匀强电场中 电荷所受的电场力与V无关 是一个恒力在匀强磁场中 洛伦兹力与V有关 3 方向 电场力的方向与电场方向平行 正电荷的电场力方向就是电场方向无论是正电荷还是负电荷 它所受洛伦兹力永远与磁场方向垂直 4 做功 电场力对电荷可能做功 也可能不做功洛伦兹力始终与电荷速度方向垂直 永远不会做功 小结 第四节磁场对运动电荷的作用 第二课时 如果带电粒子射入匀强磁场时 初速度跟磁场方向垂直 如图所示 粒子在洛仑兹力的作用下将做什么运动 思考 科学足迹 例1 如图所示的是磁感应强度B 正电荷速度v和磁场对电荷的作用力F三者方向的相互关系图 其中B垂直于F与v决定的平面 B F v两两垂直 其中正确的是 例2 来自宇宙的质子流 以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点 则这些质子在进入地球周围的空间时 将 A 竖直向下沿直线射向地面B 相对于预定地面向东偏转C 相对于预定点稍向西偏转D 相对于预定点稍向北偏转 例3 一个长螺线管中通有电流 把一个带电粒子沿中轴线方向射入 若不计重力影响 粒子将在管中A 做圆周运动B 沿轴线来回运动C 做匀加速直线运动D 做匀速直线运动 洛仑兹力有什么特点呢 f f q 洛仑兹力F的方向总跟运动电荷的速度v的方向垂直 洛仑兹力只能改变电荷运动的速度方向 不能改变速度的大小 洛仑兹力对在磁场中运动的电荷不做功 思考 小结 1 洛伦兹力 运动电荷在磁场中受到的作用力 安培力是洛伦兹力的宏观表现 2 洛伦兹力方向的判断 左手定则 F V F B F V B所在的平面负电荷的方向与正电荷的相反 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全