磁場對運動電荷的作用洛倫磁力課件

背景材料北京正負(fù)電子對撞機國家實驗室

BEPCNationalLaboratory

正電子源正負(fù)電子對撞機裝置(BEPC)背景材料北京正負(fù)電子對撞機國家實驗室BEPCNatio磁場對運動電荷的作用洛倫磁力課件磁場對運動電荷的作用洛倫磁力課件3.4磁場對運動電荷的作用—洛倫茲力利用水流和車流引入電荷定向移動形成電流3.4磁場對運動電荷的作用—洛倫茲力利用水流和車流引入電荷背景１：安培力◆磁場對通電導(dǎo)體有力的作用（即安培力）IF=ILB猜想：那在上圖中如果有一個向右運動的電荷會受到磁場對它的力的作用嗎？背景１：安培力◆磁場對通電導(dǎo)體有力的作用（即安培力）IF=I猜想：安培力是怎樣形成的？導(dǎo)體中的電流是由電荷的定向移動形成的。從作洛侖茲力的多個電荷的圖,然后一合,成為安培力,引進二者的比較電流的微觀表達式：I=nsvq磁場對通電導(dǎo)體有力的作用---安培力IF安=ILB磁場對通電導(dǎo)體的力實際上是作用在運動電荷上的,安培力是這些力的宏觀表現(xiàn)。F安=NF洛F洛=F安/NFFF把磁場對運動電荷的作用力叫洛倫茲力。猜想：安培力是導(dǎo)體中的電流是由電荷的定向移動形成的。從作洛侖IFvvvv（1）通電導(dǎo)線中的電流（2）通電導(dǎo)線所受的安培力（3）這段導(dǎo)線內(nèi)的自由電荷數(shù)（4）每個電荷所受的洛倫茲力設(shè)有一段長為L，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，每個自由電荷的電荷量為q，自由電荷定向移動的速率為v。這段通電導(dǎo)線垂直磁場方向放入磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，求洛侖茲力大小的研究IFvvvv（1）通電導(dǎo)線中的電流設(shè)有一段長為L，橫截面積為F洛=qvB=1.60×10-19×3×106×0.10N=4.8×10-14N

電子的速率v=3×106m/s,垂直射入B=0.10T的勻強磁場中，它受到的洛倫茲力是多大？課堂練習(xí)

解：因為v垂直B，所以所受洛倫茲力大小F洛=qvB電子的速率v=3×106m/s,垂直射入B安培力與洛侖茲力安培力FF安=ILB（B⊥L)安培力方向：左手定則安培力大?。郝鍋銎澚洛侖茲力方向：?洛侖茲力大小：F洛=qvB(B⊥V)微觀宏觀FIfffffffI+安培力與洛侖茲力安培力FF安=ILB（B⊥L)安培力方向：左洛侖茲力方向的研究◆

實驗驗證能否從安培力的方向上作科學(xué)的猜想呢？猜想方向:左手定則注意:帶電粒子定向移動形成的等效電流方向：1.電流方向與正電荷定向移動方向……2.電流方向與負(fù)電荷定向移動方向……◆

得出結(jié)論判斷洛倫茲力的方向方法:左手定則（四指指向等效電流方向）（四指指向等效電流方向）左手定則：伸開左手,使大拇指和其余四指垂直且處于同一平面內(nèi),把手放入磁場中,讓磁感線垂直穿入手心,若四指指向正電荷運動的方向,那么拇指所指的方向就使正電荷所受洛倫茲力的方向。見課本P95圖3-4-3左手定則洛侖茲力方向的研究◆實驗驗證能否從安培力的方向上作科學(xué)的猜vF洛vF洛BvBBＦ洛垂直于紙面向外Ｆ洛垂直于紙面向里Bv1、以相同速度進入同一磁場的正、負(fù)電荷受到的洛倫茲力方向相反2、洛倫茲力的方向垂直于v和B組成的平面B

F洛v甲乙丙丁訓(xùn)練加固：試判斷下圖中的帶電粒子剛進入磁場時所受的洛倫茲力的方向心得體會vF洛vF洛BvBBＦ洛垂直于紙面向外Ｆ洛垂直于紙面向里Bv

當(dāng)一帶正電q的粒子以速度v沿螺線管中軸線進入該通電螺線管,若不計重力,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CDB課堂練習(xí)當(dāng)一帶正電q的粒子以速度v沿螺線管中軸線進入該通電螺

電荷量為＋q的粒子在勻強磁場中運動，下列說法正確的是()A．只要速度大小相同，所受洛倫茲力就相同B．如果把＋q改為-q，且速度反向，大小不變，則洛倫茲力的大小方向不變C．洛倫茲力方向一定與電荷速度方向垂直，磁場方向一定與電荷運動方向垂直D．粒子的速度一定變化B課堂練習(xí)電荷量為＋q的粒子在勻強磁場中運動，下列說法正確的是

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，則這些質(zhì)子在進入地球周圍的空間時，將()A．豎直向下沿直線射向地面B．相對于預(yù)定地面向東偏轉(zhuǎn)C．相對于預(yù)定點稍向西偏轉(zhuǎn)D．相對于預(yù)定點稍向北偏轉(zhuǎn)BV課堂練習(xí)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

判斷下列運動粒子所受洛倫茲力的方向并計算洛倫茲力大小

課本第97頁練習(xí)與評價1.判斷下列運動粒子所受洛倫茲力的方向并計算洛倫茲力帶電粒子在勻強磁場中的運動當(dāng)V平行B時，F(xiàn)=0，帶電粒子以速度v作

運動。當(dāng)v與B垂直時，因為洛倫茲力的方向始終與運動方向

，只改變速度的

，不改變速度的

，只有

才具有這種特點，所以帶電粒子垂直進入勻強磁場后做

。帶電粒子在勻強磁場中的運動實驗演示勻速直線垂直方向大小勻速圓周運動勻速圓周運動帶電粒子在勻強磁場中的運動當(dāng)V平行B時，F(xiàn)=0，帶電粒子在勻帶電粒子帶勻強磁場中的運動分析帶電粒子垂直進入勻強磁場后做

。勻速圓周運動帶電粒子帶勻強磁場中的運動分析帶電粒子垂直進入勻強磁場后做洛倫茲力的特點：洛倫茲力的方向既垂直于磁場,又垂直于速度,

即垂直于v和B所組成的平面2.洛倫茲力只改變速度的方向,

不改變速度的大小3.洛倫茲力對電荷不做功洛倫茲力的特點：洛倫茲力的方向既垂直于磁場,又垂直于速度,課堂練習(xí)課本第97頁，練習(xí)空間第3題、第4題課堂練習(xí)課本第97頁，練習(xí)空間第3題、第4題主要構(gòu)造:電子槍（陰極）、偏轉(zhuǎn)線圈、熒光屏等電視顯像管的工作原理1.若要使電子束在水平方向偏離中心,打在熒光屏上的A點,偏轉(zhuǎn)磁場應(yīng)該沿什么方向?2.若要使電子束打在Ｂ點,磁場應(yīng)該沿什么方向?3.若要使電子束打在熒光屏上的位置由B逐漸向A點移動,偏轉(zhuǎn)磁場應(yīng)該怎樣變化?【思考與討論】洛倫茲力的運用主要構(gòu)造:電子槍（陰極）、偏轉(zhuǎn)線圈、電視顯像管的工作原理1.原理：應(yīng)用電子束磁偏轉(zhuǎn)的道理電視顯像管的工作原理原理：應(yīng)用電子束磁偏轉(zhuǎn)的道理電視顯像管的工作原理本節(jié)小結(jié)：1、洛倫茲力的定義2、洛倫茲力的大小3、洛倫茲力的方向

如何判斷正、負(fù)電荷在磁場中所受

洛倫茲力的方向？4、洛倫茲力的作用特點5、運動電荷在v與B垂直時做什么運動？6、電荷做勻速圓周運動時軌道半徑公式和周期公式怎樣？如何推導(dǎo)的？本節(jié)小結(jié)：1、洛倫茲力的定義謝謝大家！謝謝大家！背景材料北京正負(fù)電子對撞機國家實驗室

BEPCNationalLaboratory

正電子源正負(fù)電子對撞機裝置(BEPC)背景材料北京正負(fù)電子對撞機國家實驗室BEPCNatio磁場對運動電荷的作用洛倫磁力課件磁場對運動電荷的作用洛倫磁力課件3.4磁場對運動電荷的作用—洛倫茲力利用水流和車流引入電荷定向移動形成電流3.4磁場對運動電荷的作用—洛倫茲力利用水流和車流引入電荷背景１：安培力◆磁場對通電導(dǎo)體有力的作用（即安培力）IF=ILB猜想：那在上圖中如果有一個向右運動的電荷會受到磁場對它的力的作用嗎？背景１：安培力◆磁場對通電導(dǎo)體有力的作用（即安培力）IF=I猜想：安培力是怎樣形成的？導(dǎo)體中的電流是由電荷的定向移動形成的。從作洛侖茲力的多個電荷的圖,然后一合,成為安培力,引進二者的比較電流的微觀表達式：I=nsvq磁場對通電導(dǎo)體有力的作用---安培力IF安=ILB磁場對通電導(dǎo)體的力實際上是作用在運動電荷上的,安培力是這些力的宏觀表現(xiàn)。F安=NF洛F洛=F安/NFFF把磁場對運動電荷的作用力叫洛倫茲力。猜想：安培力是導(dǎo)體中的電流是由電荷的定向移動形成的。從作洛侖IFvvvv（1）通電導(dǎo)線中的電流（2）通電導(dǎo)線所受的安培力（3）這段導(dǎo)線內(nèi)的自由電荷數(shù)（4）每個電荷所受的洛倫茲力設(shè)有一段長為L，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，每個自由電荷的電荷量為q，自由電荷定向移動的速率為v。這段通電導(dǎo)線垂直磁場方向放入磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，求洛侖茲力大小的研究IFvvvv（1）通電導(dǎo)線中的電流設(shè)有一段長為L，橫截面積為F洛=qvB=1.60×10-19×3×106×0.10N=4.8×10-14N

電子的速率v=3×106m/s,垂直射入B=0.10T的勻強磁場中，它受到的洛倫茲力是多大？課堂練習(xí)

解：因為v垂直B，所以所受洛倫茲力大小F洛=qvB電子的速率v=3×106m/s,垂直射入B安培力與洛侖茲力安培力FF安=ILB（B⊥L)安培力方向：左手定則安培力大小：洛侖茲力f洛侖茲力方向：?洛侖茲力大?。篎洛=qvB(B⊥V)微觀宏觀FIfffffffI+安培力與洛侖茲力安培力FF安=ILB（B⊥L)安培力方向：左洛侖茲力方向的研究◆

實驗驗證能否從安培力的方向上作科學(xué)的猜想呢？猜想方向:左手定則注意:帶電粒子定向移動形成的等效電流方向：1.電流方向與正電荷定向移動方向……2.電流方向與負(fù)電荷定向移動方向……◆

得出結(jié)論判斷洛倫茲力的方向方法:左手定則（四指指向等效電流方向）（四指指向等效電流方向）左手定則：伸開左手,使大拇指和其余四指垂直且處于同一平面內(nèi),把手放入磁場中,讓磁感線垂直穿入手心,若四指指向正電荷運動的方向,那么拇指所指的方向就使正電荷所受洛倫茲力的方向。見課本P95圖3-4-3左手定則洛侖茲力方向的研究◆實驗驗證能否從安培力的方向上作科學(xué)的猜vF洛vF洛BvBBＦ洛垂直于紙面向外Ｆ洛垂直于紙面向里Bv1、以相同速度進入同一磁場的正、負(fù)電荷受到的洛倫茲力方向相反2、洛倫茲力的方向垂直于v和B組成的平面B

F洛v甲乙丙丁訓(xùn)練加固：試判斷下圖中的帶電粒子剛進入磁場時所受的洛倫茲力的方向心得體會vF洛vF洛BvBBＦ洛垂直于紙面向外Ｆ洛垂直于紙面向里Bv

當(dāng)一帶正電q的粒子以速度v沿螺線管中軸線進入該通電螺線管,若不計重力,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CDB課堂練習(xí)當(dāng)一帶正電q的粒子以速度v沿螺線管中軸線進入該通電螺

電荷量為＋q的粒子在勻強磁場中運動，下列說法正確的是()A．只要速度大小相同，所受洛倫茲力就相同B．如果把＋q改為-q，且速度反向，大小不變，則洛倫茲力的大小方向不變C．洛倫茲力方向一定與電荷速度方向垂直，磁場方向一定與電荷運動方向垂直D．粒子的速度一定變化B課堂練習(xí)電荷量為＋q的粒子在勻強磁場中運動，下列說法正確的是

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，則這些質(zhì)子在進入地球周圍的空間時，將()A．豎直向下沿直線射向地面B．相對于預(yù)定地面向東偏轉(zhuǎn)C．相對于預(yù)定點稍向西偏轉(zhuǎn)D．相對于預(yù)定點稍向北偏轉(zhuǎn)BV課堂練習(xí)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

判斷下列運動粒子所受洛倫茲力的方向并計算洛倫茲力大小

課本第97頁練習(xí)與評價1.判斷下列運動粒子所受洛倫茲力的方向并計算洛倫茲力帶電粒子在勻強磁場中的運動當(dāng)V平行B時，F(xiàn)=0，帶電粒子以速度v作

運動。當(dāng)v與B垂直時，因為洛倫茲力的方向始終與運動方向

，只改變速度的

，不改變速度的

，只有

才具有這種特點，所以帶電粒子垂直進入勻強磁場后做

。帶電粒子在勻強磁場中的運動實驗演示勻速直線垂直方向大小勻速圓周運動勻速圓周運動帶電粒子在勻強磁場中的運動當(dāng)V平行B時，F(xiàn)=0，帶電粒子在勻帶電粒子帶勻強磁場中的運動分析帶電粒子垂直進入勻強磁場后做

。勻速圓周運動帶電粒子帶勻強磁場中的運動分析帶電粒子垂直