3.5运动电荷在磁场中受到的力课件

3.5运动电荷在磁场中受到的力1、什么叫做安培力？把通电导线在磁场中受到的力叫做安培力。【复习回顾】2、如何计算安培力的大小？【复习回顾】(1)当电流方向与磁场方向垂直时，它所受的安培力最大为F=ILB。(2)当电流方向与磁场方向一致时，导线不受安培力。2、如何计算安培力的大小？【复习回顾】(3)当电流方向与磁场方向成θ角时，导线所受安培力介于最大值和0之间。F=ILBsinθIBB∥B⊥θ3、如何判定安培力的方向？【复习回顾】左手定则：伸开左手，使拇指跟与其余四指垂直，并且都与手掌在同一平面内，让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受的安培力的方向。知识回顾判断下列图中安培力的方向：FF电流是如何形成的？磁场对通电导线（电流）有力的作用，而电流是电荷的定向运动形成的，由此你会想到了什么？磁场可能对运动电荷有力的作用。导体中的电流是由电荷的定向移动产生的阴极阳极狭缝荧光板电子束实验验证演示：阴极射线在磁场中的偏转.MPG当电子射线管的周围不存在磁场时，电子的运动轨迹是直线当电子射线管的周围存在磁场时，电子的运动轨迹是曲线磁场对运动电荷有力的作用结论一、洛伦兹力1、运动电荷在磁场中受到的力称为洛伦兹力.2.洛伦兹力与安培力的关系：安培力是洛伦兹力的宏观表现。洛伦兹力是安培力的微观本质。洛伦兹（1853—1928）洛伦兹，荷兰物理学家，首先提出磁场对运动电荷有作用力的观点。洛伦兹创立了经典电子论，提出了洛伦兹变换公式，1902年与其学生塞曼共同获得诺贝尔物理学奖。为纪念洛伦兹的卓著功勋，荷兰政府决定从1945年起，把他的生日定为“洛伦兹节”。猜想：能不能用左手定则来判定？推理：我们曾经用左手定则判定安培力的方向。大量定向移动电荷所受洛伦兹力宏观表现为安培力，因此，可以用左手定则判定洛伦兹力的方向。洛仑兹力F洛的方向如何确定？思考二.洛伦兹力的方向----左手定则v1、伸开左手，使大拇指和其余四指垂直且处于同一平面内，把手放入磁场中，让磁感线穿入手心，使四指指向正电荷运动的方向，那么拇指所指的方向就使正电荷所受洛伦兹力的方向。2、如果运动的是负电荷，则四指指向负电荷运动的反方向，那么拇指所指的方向就是负电荷所受洛伦兹力的方向。FFvNS下图中电子束的偏转方向？1实验验证：SN实验事实证明左手定则适用于洛伦兹力方向的判定。课堂训练－q竖直向上竖直向上垂直纸面向内垂直纸面向外判断下列粒子进入磁场时所受的洛伦兹力的方向1、下列各图中带电粒子刚刚进入磁场，试判断这时粒子所受洛伦兹力的方向×××××××××+×××××××××VV+VVV+VFL+V垂直纸面向外垂直纸面向里+VFLFLFLFL=0FL=0课堂练习:洛伦兹力大小可能会与哪些因素有关?当电荷运动方向跟磁场方向垂直时洛伦兹力的大小跟三个因素相关:1.磁感应强度B2.电荷量q3.电荷运动快慢v三、洛伦兹力的大小设有一段长为L，横截面积为S的直导线，单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q，自由电荷定向移动的速率为v。这段通电导线垂直磁场方向放入磁感应强度为B的匀强磁场中，求（1）电流强度I（2）通电导线所受的安培力（3）这段导线内的自由电荷数（4）每个电荷所受的洛伦兹力三、洛伦兹力大小F(1)通电导线中的电流(2)通电导线所受的安培力(3)这段导线内的自由电荷数(4)每个电荷所受的洛伦兹力qvBnSLLnqvSBNFF)(安洛nSLNnqvSILnqvSBBILF)(安单位：F(N)，q(C)，v(m/s),B(T)Ivvvv(适用条件：速度方向与磁场方向垂直)1.F洛=qVB(V⊥B）2.F洛=0(V∥B）3.当V与B成一角度θ时三、洛伦兹力大小V2V1sinqvBF洛为B和v之间的夹角1.F洛=qVB(V⊥B）2.F洛=0(V∥B）3.当V与B成一角度θ时F洛=qVBsinθ三、洛伦兹力大小F洛=qvB=1.60×10-19×3×106×0.10N=4.8×10-14N电子的速率v=3×106m/s,垂直射入B=0.10T的匀强磁场中,它受到的洛伦兹力是多大?课堂练习解：因为v垂直B,所以所受洛伦兹力大小思考与讨论（1）洛伦兹力方向与带电粒子的运动方向有什么关系？洛伦兹力方向与带电粒子运动方向垂直（2）洛伦兹力带电粒子运动的速度有什么影响？只改变粒子速度的方向，不改变粒子速度的大小（3）洛伦兹力对带电粒子做的功是多少？由于洛伦兹力方向始终与带电粒子运动方向垂直，所以洛伦兹力对运动电荷不做功F⊥vF⊥B课堂训练1、电子以初速度V垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中,则()A.磁场对电子的作用力始终不变.B.磁场对电子的作用力始终不做功C.电子的速度始终不变.D.电子的动能始终不变BD小结1、洛伦兹力：磁场对运动电荷的作用力安培力是洛伦兹力的宏观表现2、洛伦兹力的方向：左手定则F⊥vF⊥B3、洛伦兹力大小：F洛=qVBsinθV⊥BF洛=qVBV∥BF洛=04、特点：洛伦兹力只改变速度的方向，不改变速度的大小，洛伦兹力对运动电荷不做功1、下列各图中带电粒子刚刚进入磁场，试判断这时粒子所受洛伦兹力的方向×××××××××+×××××××××VV+VVV+VFL+V垂直纸面向外垂直纸面向里+VFLFLFLFL=0FL=0课堂练习:2：为了研究某种放射源发出的未知射线，物理探究者把放射源置于匀强磁场中，射线分裂成a、b、c三束，请分析三束射线的电性。3、如图所示，在电子射线管上方平行放置一通有自左向右电流的长直导线，则电子射线将（）A、向上偏B、向下偏C、向纸内偏D、向纸外偏Ｂ×××试证明：带电粒子具有速度时，才能沿着图示虚线路径通过这个速度选择器。【知识应用】：BEv××××××××v速度选择器3.（书98页第三题）在如图所示的平行板器件中，电场强度E和磁感应强度B相互垂直。具有不同水平速度的带电粒子射入后发生偏转的情况不同。这种装置能把具有某一特定速度的粒子选择出来，所以叫做速度选择器。在图所示的平行板之间，电场强度E和磁感应强度B相互垂直，具有不同水平速度的带电粒子射入后发生偏转的情况不同。这种装置能把具有某一特定速度的粒子选择出来，所以叫做速度选择器.若带正电粒子入射速度则下列说法正确的是()[课堂练习],BEv++++++++++++------------BE+q[课堂练习]A.粒子动能一定增加，电场力做正功B.粒子所受洛伦兹力一定增大，洛伦兹力做正功C.粒子动能一定减少，洛伦兹力不做功D.电场力不做功，洛伦兹力做正功++++++++++++------------BE+q[答案]A以相同速度进入同一磁场的正、负电荷受到的洛伦兹力方向相反。Fv-qFvq（2）若A、B两板相距为d，板间的磁场按匀强磁场处理，磁感应强度为B，等离子体以速度v沿垂直于B的方向射入磁场，该发电机的电动势是多大？(提示：复习第二章第二节电动势的有关知识。)4、（书98页第4题）如图所示，磁流体发电机是一项新兴技术，它可以把物体的内能直接转化为电能。平行金属板A、B之间有一个很强的磁场，将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）喷入磁场，A、B两板间便产生电压。如果把A、B和用电器连接，A、B就是一个直流电源的两个电极。（1）图中A、B板哪一个是发电机的正极。NSNSNSNS2、要使电子打在A点,偏转磁场应该沿什么方向?垂直纸面向外3、要是电子打在B点,偏转磁场应该沿什么方向?垂直纸面向里4、要是电子打的点从A点向B点逐渐移动,偏转磁场应该怎样变化？先垂直纸面向外并逐渐减小,后垂直纸面向里并逐渐增大.【思考与讨论】1、要使电子打在O点,偏转磁场应该沿什么方向?不加偏转磁场++以正电荷为例形成等效电容关机的短暂时间荧幕中心为什么有亮点？欣赏“极光”欣赏“极光”欣赏“极光”欣赏“极光”欣赏“极光”欣赏“极光”欣赏“极光”欣赏“极光”欣赏“极光”地磁场改变宇宙射线中带电粒子的运动方向——保护作用地磁场宇宙射线解释“极光”现象老师寄语信心无畏恒心无敌耐心无价细心无比