運(yùn)動電荷在磁場中受到的力教案(PPT).ppt

1、運(yùn)動電荷在磁場中受到的力,知識回顧：,磁場對電流的作用安培力 判斷下列圖中安培力的方向，及大小。,I,B,若導(dǎo)線的電流為I、磁場強(qiáng)度為B，導(dǎo)線長度L，則所受的安培力為多少？,知識回顧：,磁場對處于磁場中的電流有力的作用 電流是怎樣產(chǎn)生的呢？,電荷的定向移動產(chǎn)生電流,【思考與討論】,磁場對放入其中的電流（垂直）有力的作用，而電流是因?yàn)殡姾傻亩ㄏ蜃饔靡苿有纬傻?，那么是不是磁場對運(yùn)動電荷也有力的作用？,實(shí)驗(yàn)觀察到的現(xiàn)象： 1、電子流在磁場中發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，運(yùn)動軌跡發(fā)生彎曲 2、當(dāng)磁場的方向發(fā)生變化時，電子流的彎曲方向也發(fā)生了改變 結(jié)論： 1、磁場對運(yùn)動電荷有力的作用 2、磁場對運(yùn)動電荷力的方向與磁場的方

2、向及電荷的運(yùn)動方向有關(guān),運(yùn)動電荷在磁場中所受的力洛倫茲力,洛倫茲與洛倫茲力,洛倫茲，荷蘭物理學(xué)家，首先提出磁場對運(yùn)動電荷有作用力的觀點(diǎn)。 洛倫茲創(chuàng)立了經(jīng)典電子論，提出了洛倫茲變換公式，1902年與其學(xué)生塞曼共同獲得諾貝爾物理學(xué)獎。為紀(jì)念洛倫茲的卓著功勛，荷蘭政府決定從1945年起，把他的生日定為“洛倫茲節(jié)”。,洛倫茲力(Lorentz force),1、定義：運(yùn)動電荷在磁場中受到的作用力，叫洛倫茲力。,2、洛倫茲力的方向：,洛倫茲力的方向,伸開左手：,磁感線垂直穿入手心,四指,大拇指 所受洛倫茲力的方向,指向正電荷的運(yùn)動方向,指向負(fù)電荷運(yùn)動的反向,實(shí)驗(yàn)結(jié)論：洛倫茲力的方向既跟磁場方向垂直FB，

3、又跟電方荷的運(yùn)動方向垂直Fv，故洛倫茲力的方向總是垂直于磁感線和運(yùn)動電荷所在的平面，即：F安Bv平面,思考與討論,如圖所示，若將電荷的運(yùn)動方向和磁場的方向同時反向，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)動方向和磁場方向同時反向時，洛倫茲力方向不變。,請你分析洛倫茲力和安培力方向的判斷方法，找出判斷兩力方向的共同規(guī)律,安培力：伸出左手，讓磁感線穿過手心，四指指向電流方向，拇指所指的方向就是安培力的方向,洛倫茲力：伸出左手，讓磁感線 穿過手心，四指指向正電荷的 運(yùn)動方向，（指向負(fù)電荷的運(yùn)動 反方向）拇指所指的方向就是 安培力的方向,通電導(dǎo)線在磁場中所受的安培力就是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)。

4、 安培力：大量運(yùn)動電荷的在磁場中受到的力 洛倫茲力：一個運(yùn)動電荷在磁場中受到的力,思考與討論,磁場對通電導(dǎo)線能產(chǎn)生安培力的作用，當(dāng)磁場方向與電流方向垂直時，安培力的大小為F安=BIL，而電流就是電荷的定向移動形成的，那么，磁場對運(yùn)動電荷所產(chǎn)生的洛倫茲力與安培力有什么關(guān)系？洛倫茲力的大小又與什么因素有關(guān)？,如圖所示，設(shè)有一段長度為L，橫截面積為S的導(dǎo)線，導(dǎo)線單位體積內(nèi)含有的自由電荷數(shù)為n，每個自由電荷的電荷量為q，定向移動速率為v，將這段通電導(dǎo)線垂直磁場方向放入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場中。,洛倫茲力的大小,安培力為F安=BIL,電流的微觀表達(dá)式為,設(shè)導(dǎo)線中共有N個自由電子N=nsL,每個電子受的磁場

5、力為F洛 = F安/N,故可得F洛=evB,I=nesv,(條件是vB),洛倫茲力的大小,洛侖茲力的特點(diǎn),1、洛倫茲力的大小：,（1）vB，F(xiàn)洛=0； （2）vB，F(xiàn)洛=qvB （3） v與B成時，F(xiàn)=qvBsin,v,v,1、洛倫茲力的方向：,F洛B,F洛v,F洛vB平面,2、洛倫茲力的效果：洛倫茲力的方向永遠(yuǎn)與速度垂直，只改變運(yùn)動電荷速度的方向，不改變運(yùn)動電荷速度的大小。,電荷在電場中一定要受到電場力的作用,運(yùn)動電荷在磁場中不一定要受到洛倫茲力的作用,電場力F=qE,洛倫茲力F=qvB,電場力方向與電場方向平行,洛倫茲力方向與磁場方向垂直,電場力對運(yùn)動的電荷不一定做功,洛倫茲力對運(yùn)動的電荷

6、一定不做功,思考與討論,你能指出電場和磁場對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：,電視顯像管的工作原理,電視顯像管應(yīng)用了電子束在磁場中的偏轉(zhuǎn)原理。電子束射向熒光屏就能發(fā)光，一束電子束只能使熒光屏上的一個點(diǎn)發(fā)光，而通過偏轉(zhuǎn)線圈中磁場的偏轉(zhuǎn)就可以使整個熒光屏發(fā)光。,宇宙射線,從太陽或其他星體上，時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，將對地球上的生物帶來危害。但由于地球周圍存在磁場，在洛倫茲力的作用下，改變了宇宙射線中帶電粒子的運(yùn)動方向，從而對宇宙射線起了一定的阻擋作用。,1、試判斷下列運(yùn)動的帶電粒子在磁場

7、中所受洛倫茲力的方向：,課堂練習(xí),1、下列各圖中帶電粒子剛剛進(jìn)入磁場，試判斷這時粒子所受洛倫茲力的方向, ,V,垂直紙面向外,垂直紙面向里,FL=0,FL=0,課堂練習(xí):,2、帶電量為q的粒子，在勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動，下面說法正確的是（ ） A、只要速度大小相同，所受的洛倫茲力就相同 B、如果把q改為q，且速度反向大小不變，則所受的洛倫茲力大小、方向均不變 C、只要帶電粒子在磁場中運(yùn)動，就一定受洛倫茲力作用 D、帶電粒子受洛倫茲力小，則該磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度小,B,課堂練習(xí),3、電子以初速度v垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的 勻強(qiáng)磁場中,則( ) A、磁場對電子的作用力始終不變. B、磁場對電子的作用力始終不做功 C、電子的速度始終不變. D、電子的動能始終不變,BD,課堂練習(xí),5、如圖示，一帶負(fù)電的小滑塊從粗糙的斜面頂端滑至底端時的速率為v；若加一個垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，并保證小滑塊能滑至底端，則它滑至底端時的速率將（ ） A、變大 B、變小 C、不變 D、條件不足，無法判斷,B,課堂練習(xí),思考與深化,若帶電粒子垂直于磁場方向射入勻強(qiáng)磁場中，帶電粒子在磁場中將會如何運(yùn)動？,運(yùn)動電荷在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動,知識回顧：若一帶電粒子（不計(jì)重力）垂直進(jìn)入到磁場中，則該粒子受到了洛倫茲力的作用，f洛=qvB 方向始終與v的方向垂直，洛倫茲力只改變粒子的速度方向，不改變粒子速度大小。 思考