磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用洛倫磁力課件

背景材料北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)國家實(shí)驗(yàn)室

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正電子源正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)裝置(BEPC)背景材料北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)國家實(shí)驗(yàn)室BEPCNatio磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用洛倫磁力課件磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用洛倫磁力課件3.4磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用—洛倫茲力利用水流和車流引入電荷定向移動(dòng)形成電流3.4磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)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(chǎng)對(duì)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(gè)向右運(yùn)動(dòng)的電荷會(huì)受到磁場(chǎng)對(duì)它的力的作用嗎？背景１：安培力◆磁場(chǎng)對(duì)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(dòng)形成的。從作洛侖茲力的多個(gè)電荷的圖,然后一合,成為安培力,引進(jìn)二者的比較電流的微觀表達(dá)式：I=nsvq磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體有力的作用---安培力IF安=ILB磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體的力實(shí)際上是作用在運(yùn)動(dòng)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(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)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(dòng)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(gè)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(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(qiáng)磁場(chǎng)中，它受到的洛倫茲力是多大？課堂練習(xí)

解：因?yàn)関垂直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?。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(shí)驗(yàn)驗(yàn)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(dòng)形成的等效電流方向：1.電流方向與正電荷定向移動(dòng)方向……2.電流方向與負(fù)電荷定向移動(dòng)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(chǎng)中,讓磁感線垂直穿入手心,若四指指向正電荷運(yùn)動(dòng)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(shí)驗(yàn)驗(yàn)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(jìn)入同一磁場(chǎng)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(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)所受的洛倫茲力的方向心得體會(huì)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(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(jìn)入該通電螺

電荷量為＋q的粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，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(chǎng)方向一定與電荷運(yùn)動(dòng)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(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，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(diǎn)，則這些質(zhì)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B．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)D．相對(duì)于預(yù)定點(diǎn)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(yùn)動(dòng)粒子所受洛倫茲力的方向并計(jì)算洛倫茲力大小

課本第97頁練習(xí)與評(píng)價(jià)1.判斷下列運(yùn)動(dòng)粒子所受洛倫茲力的方向并計(jì)算洛倫茲力帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)當(dāng)V平行B時(shí)，F(xiàn)=0，帶電粒子以速度v作

運(yùn)動(dòng)。當(dāng)v與B垂直時(shí)，因?yàn)槁鍌惼澚Φ姆较蚴冀K與運(yùn)動(dòng)方向

，只改變速度的

，不改變速度的

，只有

才具有這種特點(diǎn)，所以帶電粒子垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)后做

。帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)演示勻速直線垂直方向大小勻速圓周運(yùn)動(dòng)勻速圓周運(yùn)動(dòng)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)當(dāng)V平行B時(shí)，F(xiàn)=0，帶電粒子在勻帶電粒子帶勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)分析帶電粒子垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)后做

。勻速圓周運(yùn)動(dòng)帶電粒子帶勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)分析帶電粒子垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)后做洛倫茲力的特點(diǎn)：洛倫茲力的方向既垂直于磁場(chǎng),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(duì)電荷不做功洛倫茲力的特點(diǎn)：洛倫茲力的方向既垂直于磁場(chǎng),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(diǎn),偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)該沿什么方向?2.若要使電子束打在Ｂ點(diǎn),磁場(chǎng)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(diǎn)移動(dòng),偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)該怎樣變化?【思考與討論】洛倫茲力的運(yùn)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(chǎng)中所受

洛倫茲力的方向？4、洛倫茲力的作用特點(diǎn)5、運(yùn)動(dòng)電荷在v與B垂直時(shí)做什么運(yùn)動(dòng)？6、電荷做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)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(duì)撞機(jī)國家實(shí)驗(yàn)室

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正電子源正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)裝置(BEPC)背景材料北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)國家實(shí)驗(yàn)室BEPCNatio磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用洛倫磁力課件磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用洛倫磁力課件3.4磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用—洛倫茲力利用水流和車流引入電荷定向移動(dòng)形成電流3.4磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)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(chǎng)對(duì)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(gè)向右運(yùn)動(dòng)的電荷會(huì)受到磁場(chǎng)對(duì)它的力的作用嗎？背景１：安培力◆磁場(chǎng)對(duì)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(dòng)形成的。從作洛侖茲力的多個(gè)電荷的圖,然后一合,成為安培力,引進(jìn)二者的比較電流的微觀表達(dá)式：I=nsvq磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體有力的作用---安培力IF安=ILB磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體的力實(shí)際上是作用在運(yùn)動(dòng)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(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)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(dòng)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(gè)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(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(qiáng)磁場(chǎng)中，它受到的洛倫茲力是多大？課堂練習(xí)

解：因?yàn)関垂直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?。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(shí)驗(yàn)驗(yàn)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(dòng)形成的等效電流方向：1.電流方向與正電荷定向移動(dòng)方向……2.電流方向與負(fù)電荷定向移動(dòng)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(chǎng)中,讓磁感線垂直穿入手心,若四指指向正電荷運(yùn)動(dòng)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(shí)驗(yàn)驗(yàn)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(jìn)入同一磁場(chǎng)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(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)所受的洛倫茲力的方向心得體會(huì)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(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(jìn)入該通電螺

電荷量為＋q的粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，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(chǎng)方向一定與電荷運(yùn)動(dòng)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(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，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(diǎn)，則這些質(zhì)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B．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)D．相對(duì)于預(yù)定點(diǎn)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(yùn)動(dòng)粒子所受洛倫茲力的方向并計(jì)算洛倫茲力大小

課本第97頁練習(xí)與評(píng)價(jià)1.判斷下列運(yùn)動(dòng)粒子所受洛倫茲力的方向并計(jì)算洛倫茲力帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)當(dāng)V平行B時(shí)，F(xiàn)=0，帶電粒子以速度v作

運(yùn)動(dòng)。當(dāng)v與B垂直時(shí)，因?yàn)槁鍌惼澚Φ姆较蚴冀K與運(yùn)動(dòng)方向

，只改變速度的

，不改變速度的

，只有

才具有這種特點(diǎn)，所以帶電粒子垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)后做

。帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)演示勻速直線垂直方向大小勻速圓周運(yùn)動(dòng)勻速圓周運(yùn)動(dòng)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)當(dāng)V平行B時(shí)，F(xiàn)=0，帶電粒子在勻帶電粒子帶勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)分析帶電粒子垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)后做

。勻速圓周運(yùn)動(dòng)帶電粒子帶勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)分析帶電粒子垂直