洛伦兹力解析ppt课件.ppt
3.5运动电荷在磁场中受到的力,淮安中学高二（II）部,美丽的极光,在地球南北两极附近地区的高空，夜间常会出现灿烂美丽的光辉。它轻盈地飘荡，同时忽暗忽明，发出红的、蓝的、绿的、紫的光芒。这种壮丽动人的景象就叫做“极光” 。 从宇宙深处射来的带电粒子为什么只在地球的两极引起极光？ 解开这些问题的钥匙，就是磁场对运动电荷的作用规律。,方向:,安培力:,1.磁场对通电导线的作用力,大小:,左手定则,为B和I之间的夹角,2.判断下列图中受力的方向和大小,I,课前检测,3.电流是怎样产生的呢？,磁场对电流有力的作用，而电流是因为电荷的定向移动形成的，那么是否磁场对运动电荷也有力的作用？,猜 想,观察阴极射线在磁场中的偏转,阴极射线-高速运动的电子流,现象：结论：,1.电子流在磁场中发生了偏转，运动轨迹发生弯曲,2.当磁场的方向发生变化时，电子流的弯曲方向也发生了改变,1.磁场对运动电荷有力的作用,2.磁场对运动电荷力的方向与磁场的方向及电荷的运动方向有关,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”。,运动电荷在磁场中所受的力洛伦兹力,洛伦兹力的方向,洛伦兹力的方向,左手定则：,1.磁感线穿手心,2.四指,3.大拇指洛伦兹力的方向,正电荷运动同向,负电荷运动反向,伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线穿过手心，四指指向正电荷的运动方向，（指向负电荷的运动反方向），拇指所指的方向就是洛伦兹力的方向。,比较：洛伦兹力和安培力方向的判断方法有何共同规律？,电流,1.试判断下列各图粒子所受洛伦兹力的方向, ,V,垂直纸面向外,垂直纸面向里,FL=0,FL=0,课堂练习,2.试判断下列各图带电粒子所受洛仑兹力的方向、或磁场的方向、或粒子运动方向,垂直纸面向外,课堂练习,磁场为什么对通电导线有安培力作用？安培力与洛伦兹力之间有什么样的关系呢？,思 考,安培力,洛仑兹力,磁场对电流的作用,磁场对运动电荷的作用,因,果,微观原因,宏观表现,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：,洛伦兹力的大小,（1）这段导线内的自由电荷数,（2）通电导线中的电流,（3）通电导线所受的安培力,（4）每个电荷所受的洛伦兹力,FL= qvB (vB),（1）vB（2）vB,v,v,洛伦兹力的大小,V与B不垂直时，洛伦兹力方向如何判断？,qvBsin,B,B,（3） v与B成时，F=,F洛=0,F洛=qvB,（1）F洛、V、B方向两两垂直？,思考与讨论,F洛v,F洛vB平面,F洛B,（2）洛伦兹力对带电粒子运动的速度有什么影响？,（3）洛伦兹力对带电粒子做的功是多少？,3.带电量q=110-18C的粒子，以初速度v=3106m/s,进入磁感应强度B=0.1T的匀强磁场中，它受到的洛伦兹力是多大？,Fl=qvB=310-13N？,课堂练习,注意是否有垂直关系,4.当一带正电q的粒子以速度V沿螺线管中轴线进入该通电螺线管中，若不计重力，则（ ） A、带电粒子速度大小改变 B、带电粒子速度方向改变 C、带电粒子速度大小不变 D、带电粒子速度方向不变,课堂练习,CD,5.来自宇宙的质子流，以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点，则这些质子在进入地球周围的空间时，将( )A竖直向下沿直线射向地面B相对于预定地面向东偏转C相对于预定点稍向西偏转D相对于预定点稍向北偏转,B,课堂练习,宇宙射线,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。,在太阳创造的诸如光和热等形式的能量中，有一种能量被称为“太阳风”。这是一束可以覆盖地球的强大的带电亚原子颗粒流，该太阳风在地球上空环绕地球流动，以大约每秒400公里的速度撞击地球磁场，磁场使该颗粒流偏向地磁极下落，它们与氧和氮的原子碰撞，击走电子，使之成为激发态的离子，这些离子发射不同波长的辐射，产生出红、绿或蓝等色的极光特征色彩，形成极光。在南极地区形成的叫南极光。在北极地区同样可看到这一现象，称之为北极光。,极光,课堂小结,电场力F=qE,洛伦兹力F=qvBsin,与电场方向平行,与磁场方向垂直,电荷在电场中一定受力，且受力一定,运动电荷在磁场中不一定受力，且受力不一定,电场力对运动的电荷不一定做功,洛伦兹力对运动的电荷一定不做功,为V和B的夹角,F洛vB平面,
