《电荷与磁场关系》PPT课件

《《电荷与磁场关系》PPT课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、一、洛伦兹力1．定义：磁场对的作用力．2．洛伦兹力的方向(1)洛伦兹力的方向可由判断．(2)左手定则应用要点：掌心——让垂直穿过掌心．四指——四指指向运动方向或负电荷运动的反方向．大拇指——指向方向．运动电荷左手定则磁感线正电荷洛伦兹力3．洛伦兹力的大小(1)v∥B时，洛伦兹力.(2)v⊥B时，洛伦兹力F＝.F＝0qvB(1)利用左手定则判断洛伦兹力的方向时，应特别注意正、负电荷的区别．(2)由于洛伦兹力始终与速度垂直，因此，它永不做功．2．若v⊥B，带电粒子仅受洛伦兹力作用，在垂直于磁感线的平面内以入射速度v做运动．二、带电粒子在匀强磁

2、场中的运动状态1．若v∥B，带电粒子不受洛伦兹力，在匀强磁场中做运动．匀速直线匀速圆周带电粒子在磁场中运动的周期与其速度无关，带电粒子在磁场中运动的时间t＝，其中θ为半径绕过的圆心角．三、洛伦兹力应用实例1．回旋加速器(1)主要构造：两个D形盒D1、D2，它们之间有一定的电势差，两个半圆盒处于与盒面垂直的匀强磁场中(如图11－2－1所示)．(2)工作原理①磁场作用：带电粒子磁场方向射入磁场时，在洛伦兹力作用下做，其周期与和无关．②交变电压的作用：在两D形盒狭缝间产生周期性变化的，使带电粒子每经过一次狭缝加速一次．③交变电压的周期(或频率)

3、：与带电粒子在磁场中做圆周运动的周期(或频率)．垂直匀速圆周运动速率运动半径电场相同2．质谱仪(1)功能：分析各化学元素的并测量其、含量．(2)原理图：如图11－2－2所示．同位素质量(3)工作原理带电粒子在电场中加速：＝mv2带电粒子在磁场中偏转：＝带电粒子的比荷：＝由此可知，粒子比荷与偏转距离L的平方成反比，凡是比荷不相等的都被分开，并按比荷顺序的大小排列，故称之为“质谱”．qU1．洛伦兹力是单个运动电荷在磁场中受到的作用力，而安培力是整个通电导体在磁场中受到的作用力，安培力是导体中所有形成电流的定向移动电荷受到的洛伦兹力的宏观表现．

4、2．由安培力公式F＝BIL推导洛伦兹力表达式(磁场与导线方向垂直)如图11－2－3所示，设有一段长度为L的通电导线，横截面积为S，单位体积中含有的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q，定向移动的平均速度为v，垂直于磁场方向放入磁感应强度为B的磁场中．导线中的电流为I＝nqvS导线所受安培力F安＝ILB＝nqvSLB这段导线中含有的运动电荷数为nLS所以F洛＝＝qvB.1．有关洛伦兹力和安培力的描述，正确的是()A．通电直导线在匀强磁场中一定受到安培力的作用B．安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现C．带电粒子在匀强磁场中运动受到的

5、洛伦兹力做正功D．通电直导线在磁场中受到的安培力方向与磁场方向平行解析：通电直导线与磁场方向平行时，安培力等于零，故A错；安培力一定垂直于磁场和电流所决定的平面，即安培力方向一定垂直于磁场方向，D错；洛伦兹力也一定垂直于磁场与速度方向决定的平面，即洛伦兹力一定与运动方向垂直，洛伦兹力一定不做功，C错；安培力与洛伦兹力的关系为安培力是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现，B项正确．答案：B洛伦兹力电场力性质磁场对在其中运动的电荷的作用力电场对放入其中电荷的作用力产生条件磁场中静止电荷、沿磁场方向运动的电荷都不受洛伦兹力电场中的电荷，无论静止还

6、是沿任何方向运动，都要受到电场力洛伦兹力电场力方向①方向由电荷的正负、磁场方向以及电荷运动方向决定，各方向之间关系遵循左手定则②洛伦兹力的方向一定垂直于磁场方向以及电荷运动方向(电荷运动方向与磁场方向不一定垂直)①方向由电荷正负、电场方向决定②正电荷受力方向与电场方向一致，负电荷受力方向与电场方向相反大小F＝qvB(v⊥B)，与电荷运动速度有关F＝qE，与电荷运动速度无关做功情况一定不做功可能做正功，可能做负功，也可能不做功注意事项B＝0，f＝0；f＝0，B不一定为零E＝0，F＝0；F＝0，E＝0安培力是洛伦兹力的宏观表现，但各自的表现形

7、式不同，洛伦兹力对运动电荷永远不做功，而安培力对通电导线可做正功，可做负功，也可不做功．2．(2009·广东理基)带电粒子垂直匀强磁场方向运动时，会受到洛伦兹力的作用．下列表述正确的是()A．洛伦兹力对带电粒子做功B．洛伦兹力不改变带电粒子的动能C．洛伦兹力的大小与速度无关D．洛伦兹力不改变带电粒子的速度方向解析：F＝qvB，洛伦兹力的特点是永远与运动方向垂直，永不做功，因此选B.答案：B三、带电粒子在有界匀强磁场中做匀速圆周运动的分析1．确定圆心的两种方法(1)已知入射点、出射点、入射方向和出射方向时，可通过入射点和出射点分别作垂直于入

8、射方向和出射方向的直线，两条直线的交点就是圆弧轨道的圆心(如图11－2－4甲所示，图中P为入射点，M为出射点)．(2)已知入射点和出射点的位置时，可以通过入射点作入射方向的垂线，连接入射点和出