運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的力.ppt

第5節(jié)運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的力 知識(shí)回顧 磁場(chǎng)對(duì)電流的作用 安培力判斷下列圖中安培力的方向 及大小 電流是怎樣產(chǎn)生的呢 電荷的定向移動(dòng)產(chǎn)生電流 磁場(chǎng)對(duì)放入其中的電流有力的作用 而電流是因?yàn)殡姾傻亩ㄏ蜃饔靡苿?dòng)形成的 那么是不是磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷也有力的作用 實(shí)驗(yàn) 磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用 結(jié)論 磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用 洛倫茲力 運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的作用力 安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn) 大量運(yùn)動(dòng)電荷受力 洛倫茲力是安培力的微觀本質(zhì) 一個(gè)運(yùn)動(dòng)電荷受力 一 洛倫茲力的方向 左手定則 伸開(kāi)左手 使拇指與其余四個(gè)手指垂直 并且都與手掌在同一個(gè)平面內(nèi) 讓磁感線從掌心進(jìn)入 并使四指指向正電荷運(yùn)動(dòng)的方向 這時(shí)拇指所指的方向就是運(yùn)動(dòng)的正電荷在磁場(chǎng)中所受洛倫茲力的方向 判斷洛倫茲力的方向 結(jié)論 洛倫茲力的方向與速度v方向 磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向都垂直 若為負(fù)電荷 應(yīng)如何判斷 四指指向負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的反方向 B B 垂直于紙面向外 垂直于紙面向外 以相同速度進(jìn)入同一磁場(chǎng)的正 負(fù)電荷受到的洛倫茲力方向相反 甲 乙 丙 丁 訓(xùn)練 試判斷下圖中的帶電粒子剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)所受的洛倫茲力的方向 心得體會(huì) 思考與討論 如圖所示 若將電荷的運(yùn)動(dòng)方向和磁場(chǎng)的方向同時(shí)反向 則洛倫茲力的方向是不是也跟著反向 結(jié)論 當(dāng)電荷的運(yùn)動(dòng)方向和磁場(chǎng)方向同時(shí)反向時(shí) 洛倫茲力方向不變 思考與討論 2 洛倫茲力對(duì)帶電粒子做的功是多少 3 洛倫茲力對(duì)帶電粒子運(yùn)動(dòng)的速度有什么影響 1 洛倫茲力的方向與帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向有什么關(guān)系 洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷不做功 二 洛倫茲力的大小 設(shè)有一段長(zhǎng)為L(zhǎng) 橫截面積為S的直導(dǎo)線 單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n 每個(gè)自由電荷的電荷量為q 自由電荷定向移動(dòng)的速率為v 這段通電導(dǎo)線垂直磁場(chǎng)方向放入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 求電流強(qiáng)度I 通電導(dǎo)線所受的安培力 這段導(dǎo)線內(nèi)的自由電荷數(shù) 每個(gè)電荷所受的洛倫茲力 安培力為F安 BIL 電流的微觀表達(dá)式為 每個(gè)電子受的磁場(chǎng)力為F洛 F安 N I nqsv 通過(guò)導(dǎo)體的電子數(shù) N nsL 二 洛倫茲力的大小 適用條件 速度方向與磁場(chǎng)方向垂直 I nqsv F安 ILB nqsv LB 總電荷數(shù) nsL F洛 vB 問(wèn)題 若此電子不垂直射入磁場(chǎng) 電子受到的洛倫茲力又如何呢 洛倫茲力 F qvB v垂直B 洛侖茲力的大小 1 當(dāng)速度方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直 v B F洛 qvB 2 當(dāng)速度方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向平行 v B F洛 0 3 當(dāng)速度方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向成 時(shí) F洛 qvBsin 電荷在電場(chǎng)中一定要受到電場(chǎng)力的作用 運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中不一定要受到洛倫茲力的作用 電場(chǎng)力F qE 洛倫茲力F qvB 垂直 電場(chǎng)力方向與電場(chǎng)方向平行 洛倫茲力方向與磁場(chǎng)方向垂直 電場(chǎng)力對(duì)運(yùn)動(dòng)的電荷不一定做功 洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)的電荷一定不做功 思考與討論 你能指出電場(chǎng)和磁場(chǎng)對(duì)電荷作用力的不同嗎 1 大小的不同 2 方向的不同 3 作用關(guān)系的不同 4 做功的不同 宇宙射線 從太陽(yáng)或其他星體上 時(shí)刻都有大量的高能粒子流放出 稱為宇宙射線 這些高能粒子流若都到達(dá)地球 將對(duì)地球上的生物帶來(lái)危害 但由于地球周圍存在磁場(chǎng) 在洛倫茲力的作用下 改變了宇宙射線中帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向 從而對(duì)宇宙射線起了一定的阻擋作用 1 當(dāng)一帶正電q的粒子以速度v沿螺線管中軸線進(jìn)入該通電螺線管 若不計(jì)重力 則 A 帶電粒子速度大小改變 B 帶電粒子速度方向改變 C 帶電粒子速度大小不變 D 帶電粒子速度方向不變 CD 2 擺長(zhǎng)為L(zhǎng)的單擺在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中擺動(dòng) 擺動(dòng)中擺線始終繃緊 若擺球帶正電 電量為q 質(zhì)量為m 磁感應(yīng)強(qiáng)度為B 當(dāng)小球從最高處擺到最低處 擺線上拉力T