运动电荷[1].ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,3.5,运动电荷在磁场中受到的力,保康二中 物理教师：陈强,美丽的极光,判断下列图中安培力的方向：,F,F,知识回顾,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,思考与讨论,电流是如何形成的？,阴极,阳极,狭缝,荧光,板,电子,束,真空阴极射线管,演示：,阴极射线在磁场中的偏转,实验验证,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,洛伦兹与洛伦兹力,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,v,1,、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。,F,F,v,N,S,下图中电子束的偏转方向？,1,实验验证：,S,N,实验事实证明左手定则适用于洛伦兹力方向的判定,伸开,左手,：,磁感线,垂直穿入手心,四指,大拇指,所受洛伦兹力的方向,指向,正电荷,的运动方向,指向,负电荷,运动的反向,v,F,洛,洛伦兹力的方向既跟磁场方向垂直,F,B,，又跟电方荷的运动方向垂直,F,v,，故洛伦兹力的方向总是垂直于磁感线和运动电荷所在的平面，即：,F,安,B,v,平面,小结：,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,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,B,2.,电荷量,q,3.,电荷运动快慢,v,三、洛伦兹力的大小,v,v,v,v,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，求洛伦兹力,求证：洛伦兹力的大小,I,F,v,v,v,v,(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,1.,F,洛,=,qVB,(,VB,）,2.,F,洛,=0,(,V,B,或,V,=0,）,3.,当,V,与,B,成一角度,时,计算洛伦兹力大小公式：,V,2,V,1,1.,F,洛,=,qVB,(,VB,）,2.,F,洛,=0,(,V,B,或,V,=0,）,3.,当,V,与,B,成一角度,时,F,洛,=,qVBsin,小结：关于计算洛伦兹力大小公式的三种情况,上式中各量的单位：,F,洛为,N,，,q,为,C,，,v,为,m/s,，,B,为,T,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,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,v F,B,即：,F,B,v,平面,3,、洛伦兹力大小：,VB,F,洛,=,qVB,V,B,或,V,=0,F,洛,=,0,V,与,B,成一角度,时,F,洛,=qVBsin,4,、特点：洛伦兹力只改变力的方向，不改变 力的大小，洛伦兹力对运动电荷不做功,四、电视显像管的工作原理,1,、要是电子打在,A,点，偏转磁场应该沿什么方向？,垂直纸面向外,2,、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,3,、要是电子打从,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，,然后垂直纸面向里并逐渐增大。,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,从太阳或其他星体上，时刻都有大量的高能粒子流放出，称为,宇宙射线,。这些高能粒子流若都到达地球，将对地球上的生物带来危害。但由于地球周围存在磁场，在洛伦兹力的作用下，改变了宇宙射线中带电粒子的运动方向，从而对宇宙射线起了一定的阻挡作用。,宇宙射线,