高中物理 运动电荷在磁场中受到的力课件 新人教版选修3-1.ppt

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1、5运动电荷在磁场中受到的力1.知道什么是洛伦兹力，利用左手定则判断洛伦兹力的方向.2.知道洛伦兹力公式的推理过程.3.掌握垂直进入磁场的带电粒子所受到洛伦兹力大小的计算.4.了解v和B垂直时的洛伦兹力大小及方向的判断方法、理解洛伦兹力对电荷不做功.5.了解电视显像管的工作原理.1.判断安培力的方向：II2.安培力大小的一般计算方法：FF复习F安＝BILsinθ（θ为B与L的夹角）I推理与猜想：磁场对运动电荷会有作用力吗？洛伦兹力（阴极射线在磁场中的偏转）磁场对运动电荷的作用洛伦兹（1853—1928）

2、洛伦兹是荷兰物理学家、数学家，1853年7月18日生于阿纳姆.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”.安培力是磁场对电流的作用力.电流是电荷的定向移动形成的.洛伦兹力是磁场对运动电荷的作用力.磁场对电流的作用力的实质是磁场对运动电荷的作用力.洛伦兹力的方向可以用左手定则判定实验验证：理论推导:猜想：猜想正确.一、探究洛伦兹力的方向：1.判断洛伦兹力的方向的方法：左手定则①

3、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，让磁感线垂直穿过手心，若四指指向正电荷运动的方向，那么大拇指所指的方向就是正电荷所受洛伦兹力的方向.vFvF②若四指指向负电荷运动的反方向，那么大拇指所指的方向就是负电荷所受洛伦兹力的方向.VBVv1v2VBBF+FF2.洛伦兹力F与v、B三者之间的方向关系+总结：洛伦兹力的方向：1.左手定则2.注意:（1）四指指向电流的方向，即正电荷运动的方向或负电荷运动的反方向.（2）F既与B垂直又与v垂直，即垂直于B和v所决定的平面，但B与v不一

4、定垂直.试判断下图中的带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的情况如何.v0二、洛伦兹力的大小类比我们知道：当电流方向跟磁场方向平行时安培力等于0.B1.当带电粒子的运动方向与磁场方向平行时，洛伦兹力最小——F=0.想一想：如果带电粒子射入匀强磁场时（不计粒子重力）,初速度v0跟磁感强度B的方向平行,粒子将做什么运动？以初速度v0做匀速直线运动2.当带电粒子的运动方向与磁场方向垂直时，洛伦兹力F最大.vqB实验表明：磁场越强（磁感应强度越大），电荷量越大，运动速度越快，电荷受到的洛伦兹力越大.可见:当电荷

5、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：磁感应强度B电荷量q电荷运动速度为v总结：洛伦兹力：F=qvB(v垂直B）V【想一想】若此电子不垂直射入磁场，电子受到的洛伦兹力又如何呢？B1B2BθθV1V2三、探究洛伦兹力的表达式设有一段长为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

6、所受的洛伦兹力.洛伦兹力推导F解：(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.安培力是洛伦兹力的宏观表现，洛伦兹力是安培力的微观表现.2.大小关系：F安＝NF洛（N是导体中的运动电荷数）3.方向关系：F安与F洛方向相同4.F安与F洛的本质都是磁场对运动电荷的作用力四、洛伦兹力与安培力的关系洛伦兹力与安培力五、洛伦兹力和电场力的区别2.大小：F电＝

7、Eq,F洛=Bqvsinθ(θ为B与V的夹角).1.电荷在电场中一定受到电场力的作用，与其运动状态无关；而电荷在磁场中不一定受到磁场力作用，只有相对于磁场运动且运动方向与磁场方向不平行的电荷才受磁场力作用.3.电荷所受电场力方向总是平行于电场线的切线方向；而电荷所受磁场力的方向总是既垂直于磁场方向，又垂直于运动方向.4.电场力要对运动电荷做功（电荷在等势面上运动除外），而电荷在磁场中运动时，磁场力一定不会对电荷做功.主要构造:电子枪（阴极）、偏转线圈、荧光屏等六、电视显像管的工作原理2.要使电子打在A

8、点,偏转磁场应该沿什么方向?垂直纸面向外【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3.要使电子打在B点,偏转磁场应该沿什么方向?垂直纸面向里4.要使电子从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.应用了电子束磁偏转的原理显像管工作示意图磁流体发电机磁流体发电机磁流体发电机粒子选择器速度选择器极光1.试判断下列图中各带电粒子所受洛伦兹力的方向.带电粒子的电性或带电粒子的运动方