粵教版高中物理課件洛侖茲力(二)

1、磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用磁現(xiàn)象的電本質(zhì)磁現(xiàn)象的電本質(zhì)安培分子安培分子電流假說：電流假說：在原子、分子等物質(zhì)微粒內(nèi)部存在一種環(huán)形電流在原子、分子等物質(zhì)微粒內(nèi)部存在一種環(huán)形電流分子電流，分子電流使每個(gè)物質(zhì)微粒都成為微小分子電流，分子電流使每個(gè)物質(zhì)微粒都成為微小的磁體，它的兩側(cè)相當(dāng)于兩個(gè)磁極。的磁體，它的兩側(cè)相當(dāng)于兩個(gè)磁極。解釋磁化、解釋磁化、消磁現(xiàn)象消磁現(xiàn)象不顯磁性不顯磁性顯磁性顯磁性磁化磁化消磁消磁總結(jié)：一切磁現(xiàn)象都是由電荷的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的總結(jié)：一切磁現(xiàn)象都是由電荷的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的 由于磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力跟電流成正比，因而安培力的由于磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力跟電流成正比，因而安培力的力矩也跟電

2、流成正比，而螺旋形彈簧的扭矩與指針轉(zhuǎn)過的角力矩也跟電流成正比，而螺旋形彈簧的扭矩與指針轉(zhuǎn)過的角度成正比，所以磁電式電表的表盤刻度是均勻的。度成正比，所以磁電式電表的表盤刻度是均勻的。二、電流表的工作原理二、電流表的工作原理1、磁電式電表的構(gòu)造：、磁電式電表的構(gòu)造： 磁場(chǎng)、螺旋彈簧、線圈磁場(chǎng)、螺旋彈簧、線圈(連指針刻度等連指針刻度等)2、極靴和鐵芯使磁場(chǎng)都沿半徑方向輻射型均勻分布的、極靴和鐵芯使磁場(chǎng)都沿半徑方向輻射型均勻分布的3、電流表的刻度是均勻的、電流表的刻度是均勻的 磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力跟電流成正比磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力跟電流成正比 指針偏轉(zhuǎn)的角度也與電流成正比指針偏轉(zhuǎn)的角度也與電流成正比 ，

3、可根據(jù)指針偏轉(zhuǎn)方向判定電流方向可根據(jù)指針偏轉(zhuǎn)方向判定電流方向接通電源后，導(dǎo)線接通電源后，導(dǎo)線將怎樣運(yùn)動(dòng)將怎樣運(yùn)動(dòng)?NS安培力安培力 磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力電流電流 電荷的定向移動(dòng)電荷的定向移動(dòng)電子束電子束電子射線管電子射線管+ +陰極陰極- -熒光屏熒光屏狹縫狹縫陽極陽極實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證（一）運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的作用力（一）運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的作用力, ,我們把這個(gè)力稱為我們把這個(gè)力稱為洛倫茲洛倫茲力。力。安培力是安培力是洛倫茲力洛倫茲力的的宏觀表現(xiàn)宏觀表現(xiàn)，洛倫茲力洛倫茲力是安培力的是安培力的微觀解釋微觀解釋。荷蘭物理學(xué)家，荷蘭物理學(xué)家，他他是電子論的創(chuàng)始人、相是電子論的創(chuàng)

4、始人、相對(duì)論中洛倫茲變換的建對(duì)論中洛倫茲變換的建立者，并因在原子物理立者，并因在原子物理中的重要貢獻(xiàn)（塞曼效中的重要貢獻(xiàn)（塞曼效應(yīng)）獲得第二屆（應(yīng)）獲得第二屆（19021902年）諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。年）諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。被愛因斯坦稱為被愛因斯坦稱為“我們我們時(shí)代最偉大，最高尚的時(shí)代最偉大，最高尚的人人”。（1853185319281928）洛倫茲洛倫茲+IF-IF1.1.判定安培力方向。判定安培力方向。2.2.電流方向和電荷運(yùn)動(dòng)方向的關(guān)系。電流方向和電荷運(yùn)動(dòng)方向的關(guān)系。3.F3.F安安的方向和洛倫茲力方向的關(guān)系。的方向和洛倫茲力方向的關(guān)系。4.4.電荷運(yùn)動(dòng)方向、磁場(chǎng)方向、洛倫茲力電荷運(yùn)動(dòng)方向、磁場(chǎng)

5、方向、洛倫茲力方向的關(guān)系。方向的關(guān)系。 想一想 伸開左手，使拇指和其余四指垂直，并伸開左手，使拇指和其余四指垂直，并且都與手掌在同一平面內(nèi)，讓磁感線從掌心且都與手掌在同一平面內(nèi)，讓磁感線從掌心進(jìn)入，并使四指指向進(jìn)入，并使四指指向正正電荷運(yùn)動(dòng)的方向，這電荷運(yùn)動(dòng)的方向，這時(shí)拇指所指的方向就是時(shí)拇指所指的方向就是正正電荷在磁場(chǎng)中所受電荷在磁場(chǎng)中所受洛倫茲力的方向。洛倫茲力的方向。（二）洛倫茲力方向的判斷左手定則 四指指向四指指向負(fù)負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的電荷運(yùn)動(dòng)的反反方向，拇指方向，拇指所指的方向就是所指的方向就是負(fù)負(fù)電荷所受洛倫茲力的方電荷所受洛倫茲力的方向。向。+ +v v- -v v- -v v+ +v

6、v 試判斷下圖中所示的帶電粒子剛進(jìn)入試判斷下圖中所示的帶電粒子剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)所受的洛倫茲力的方向。磁場(chǎng)時(shí)所受的洛倫茲力的方向。 F FF FF F向內(nèi)向內(nèi)F F向外向外 若有一段長(zhǎng)度為若有一段長(zhǎng)度為L(zhǎng)的通電導(dǎo)線，橫截面積的通電導(dǎo)線，橫截面積為為S，單位體積中含有的自由電荷數(shù)為，單位體積中含有的自由電荷數(shù)為n，每，每個(gè)自由電荷的電量為個(gè)自由電荷的電量為q，定向移動(dòng)的平均速率，定向移動(dòng)的平均速率為為v，將這段導(dǎo)線垂直于磁場(chǎng)方向放入磁感應(yīng)，將這段導(dǎo)線垂直于磁場(chǎng)方向放入磁感應(yīng)強(qiáng)度為強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。求每個(gè)自由電荷所受的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。求每個(gè)自由電荷所受的洛倫茲力的大小的洛倫茲力的大小? -I（三）洛倫茲

7、力的大小這段導(dǎo)體所受的安培力的表達(dá)式是什么？這段導(dǎo)體所受的安培力的表達(dá)式是什么？ 電流強(qiáng)度電流強(qiáng)度I I 的微觀表達(dá)式是什么？的微觀表達(dá)式是什么？ 這段導(dǎo)體中含有多少自由電荷數(shù)？這段導(dǎo)體中含有多少自由電荷數(shù)？ F安安=BILI = nqSvnLS-ILSBvqn每個(gè)自由電荷所受的洛倫茲力為多大？每個(gè)自由電荷所受的洛倫茲力為多大？-ILSBvqn各量的單位：各量的單位：F（N），），q（C），），v（m/s）, B（T）qvBnLSBnqvSLnLSBILnLSFF 安安(1) = 90時(shí)，時(shí)，F(xiàn) = qvB若若為電荷運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向的夾角為電荷運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向的夾角(2) = 0或或180

8、 時(shí)，時(shí)，F(xiàn) = 0，v 和和 B在同一直線上，不受洛倫茲力。在同一直線上，不受洛倫茲力。 若此運(yùn)動(dòng)電荷進(jìn)若此運(yùn)動(dòng)電荷進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，入磁場(chǎng)時(shí)，v v既不垂直既不垂直也不平行于也不平行于B B，該電荷，該電荷受到的洛倫茲力多大受到的洛倫茲力多大? 想一想:+vvsinB(3) F = qvBsin（為電荷運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向的夾角）為電荷運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向的夾角） 若運(yùn)動(dòng)的電荷在若運(yùn)動(dòng)的電荷在磁場(chǎng)中僅受洛倫茲力磁場(chǎng)中僅受洛倫茲力作用作用, 那么洛倫茲力會(huì)那么洛倫茲力會(huì)怎樣改變電荷的運(yùn)動(dòng)怎樣改變電荷的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)呢狀態(tài)呢?想一想:Fv+Fv+Fv+ 帶電粒子在磁場(chǎng)帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，洛倫茲力中運(yùn)動(dòng)時(shí)，

9、洛倫茲力對(duì)帶電粒子是否做功？對(duì)帶電粒子是否做功？想一想: 洛倫茲力只改變速度洛倫茲力只改變速度的方向，不改變速度的大小，的方向，不改變速度的大小，所以洛倫茲力對(duì)電荷不做功。所以洛倫茲力對(duì)電荷不做功。一個(gè)有趣的自然現(xiàn)象一個(gè)有趣的自然現(xiàn)象在地球的南極和北極常常出現(xiàn)極光在地球的南極和北極常常出現(xiàn)極光南極光南極光北極光北極光如此絢麗多彩的極如此絢麗多彩的極光是什么原因引起光是什么原因引起的呢的呢科學(xué)告訴我們：極光科學(xué)告訴我們：極光的產(chǎn)生與地磁場(chǎng)對(duì)來的產(chǎn)生與地磁場(chǎng)對(duì)來自太空的高速帶電粒自太空的高速帶電粒子的作用有關(guān)子的作用有關(guān)極極 光光1. 一帶負(fù)電的小滑塊從光滑的斜面頂端滑一帶負(fù)電的小滑塊從光滑的斜面

10、頂端滑至底端時(shí)的速率為至底端時(shí)的速率為V；若加一個(gè)垂直紙面；若加一個(gè)垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則它滑至底端時(shí)的速率向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則它滑至底端時(shí)的速率將（將（ ）A. 變大變大 B. 變小變小 C. 不變不變 D. 條件不足，無法判斷條件不足，無法判斷（四）鞏固練習(xí) C2.一長(zhǎng)螺線管通有變化的電流，把一個(gè)一長(zhǎng)螺線管通有變化的電流，把一個(gè)帶電粒子帶電粒子(重力不計(jì)重力不計(jì))沿管中心軸線射入沿管中心軸線射入管中，粒子將在管中管中，粒子將在管中 ( )A. 做圓周運(yùn)動(dòng)做圓周運(yùn)動(dòng) B. 沿軸線來回運(yùn)動(dòng)沿軸線來回運(yùn)動(dòng)C. 做勻速直線運(yùn)動(dòng)做勻速直線運(yùn)動(dòng) D. 做勻加速直線運(yùn)動(dòng)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)C3.來自宇宙的

11、質(zhì)子流，以與地球表面垂直來自宇宙的質(zhì)子流，以與地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一點(diǎn)，則這些質(zhì)的方向射向赤道上空的某一點(diǎn)，則這些質(zhì)子在進(jìn)入地球周圍的空間時(shí)，將子在進(jìn)入地球周圍的空間時(shí)，將 ( )( )A. 豎直向下沿直線射向地面豎直向下沿直線射向地面B. 相對(duì)于預(yù)定地面向東偏轉(zhuǎn)相對(duì)于預(yù)定地面向東偏轉(zhuǎn)C. 相對(duì)于預(yù)定點(diǎn)稍向西偏轉(zhuǎn)相對(duì)于預(yù)定點(diǎn)稍向西偏轉(zhuǎn)D. 相對(duì)于預(yù)定點(diǎn)稍向北偏轉(zhuǎn)相對(duì)于預(yù)定點(diǎn)稍向北偏轉(zhuǎn)B4 4（雙選）（雙選）一帶電粒子以垂直于磁場(chǎng)方向的初速一帶電粒子以垂直于磁場(chǎng)方向的初速度飛入勻強(qiáng)磁場(chǎng)后做圓周運(yùn)動(dòng)，磁場(chǎng)方向和運(yùn)動(dòng)軌度飛入勻強(qiáng)磁場(chǎng)后做圓周運(yùn)動(dòng)，磁場(chǎng)方向和運(yùn)動(dòng)軌跡 如 圖 所 示 ，

12、下 列 情 況 可 能 的 是跡 如 圖 所 示 ， 下 列 情 況 可 能 的 是（ ）A A粒子帶正電，沿逆時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)粒子帶正電，沿逆時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)B B粒子帶正電，沿順時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)粒子帶正電，沿順時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)C C粒子帶負(fù)電，沿逆時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)粒子帶負(fù)電，沿逆時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)D D粒子帶負(fù)電，沿順時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)粒子帶負(fù)電，沿順時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)B BA DA D5 5 （雙選）（雙選）如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向豎直向如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向豎直向下。磁場(chǎng)中有光滑的水平桌面，在桌面上平放著內(nèi)下。磁場(chǎng)中有光滑的水平桌面，在桌面上平放著內(nèi)壁光滑、底部有帶電小球的試管。在水平拉力壁光滑、底部有帶電小球的試管。在

13、水平拉力F F作用作用下，試管向右勻速運(yùn)動(dòng)，帶電小球能從試管口處飛下，試管向右勻速運(yùn)動(dòng)，帶電小球能從試管口處飛出。關(guān)于帶電小球及其在離開試管前的運(yùn)動(dòng)，下列出。關(guān)于帶電小球及其在離開試管前的運(yùn)動(dòng)，下列說法中正確的是說法中正確的是 ( ) ( ) A A小球帶負(fù)電小球帶負(fù)電B B小球運(yùn)動(dòng)的軌跡是一條拋物線小球運(yùn)動(dòng)的軌跡是一條拋物線C C洛侖茲力對(duì)小球做正功洛侖茲力對(duì)小球做正功D D維持試管勻速運(yùn)動(dòng)的拉力維持試管勻速運(yùn)動(dòng)的拉力F F應(yīng)應(yīng)逐漸增大逐漸增大B DB D6、有關(guān)洛侖茲力和安培力的描述，正確的是（、有關(guān)洛侖茲力和安培力的描述，正確的是（ ）A通電直導(dǎo)線處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中一定受到安培力的作用通電直

14、導(dǎo)線處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中一定受到安培力的作用B安培力是大量運(yùn)動(dòng)電荷所受洛侖茲力的宏觀表現(xiàn)安培力是大量運(yùn)動(dòng)電荷所受洛侖茲力的宏觀表現(xiàn)C帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)受到洛侖茲力做正功帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)受到洛侖茲力做正功D通電直導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的安培力方向與磁場(chǎng)方向通電直導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的安培力方向與磁場(chǎng)方向平行平行B7.7.將一半徑為將一半徑為R R的半圓形光滑絕緣滑軌，固定在垂直向里的半圓形光滑絕緣滑軌，固定在垂直向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B B中。一帶電量中。一帶電量+q+q，質(zhì)量，質(zhì)量m m的小球在的小球在A A點(diǎn)無初速點(diǎn)無初速釋放，沿滑軌運(yùn)動(dòng)，求小球第一次經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)對(duì)滑軌的釋放，沿滑軌運(yùn)動(dòng)，求小球