运动电荷在磁场中受到的力ppt课件.pptx
第三章 磁场,3.5 运动电荷在磁场中受到的力,复习回顾,方向:,运用左手定则判断安培力的方向,安培力,1、磁场对通电导线的作用力,大小:,左手定则,B和I之间的方向夹角,导体中的电流是由电荷的定向移动产生的,2、通电导线中的电流是怎样形成的呢?,【思考】既然磁场对电流有力的作用，而电流是由电荷的定向移动形成的。那么磁场是否对运动电荷也有作用力呢?,演示实验,结论：磁场对运动电荷有作用力.,真空阴极射线管,实验验证,演示：阴极射线在磁场中的偏转,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,运动电荷在磁场中受到的力称为洛伦兹力.,荷兰物理学家，他是电子论的创始人、相对论中洛伦兹变换的建立者，并因在原子物理中的重要贡献（塞曼效应）获得第二届（1902年）诺贝尔物理学奖。被爱因斯坦称为“我们时代最伟大，最高尚的人”。,荷兰物理学家 洛伦兹(Lorentz， 18531928),洛伦兹力,运动电荷在磁场中受到的作用力,磁场对电流有安培力的作用，而电流是由电荷定向运动形成的，且磁场对运动电荷有洛伦兹力的作用。所以安培力是洛伦兹力的宏观表现.,为什么磁场对通电导线有作用力?,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,1.判定安培力方向。2.电流方向和电荷运动方向的关系。3.安培力方向和洛伦兹力方向的关系。4.电荷运动方向、磁场方向、洛伦兹力方向的关系。,二.洛伦兹力的方向-左手定则,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。,下图中电子束的偏转方向？,1,实验验证：,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,竖直向上,竖直向上,垂直纸面向内,垂直面向外,1判断下列粒子进入磁场时所受的洛伦兹力的方向,q,F,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,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）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 ( VB）,3.当V与B成一角度时,三、洛伦兹力大小,B,v,F,V2,V1,F洛=qVBsin,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）洛伦兹力对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,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 3、洛伦兹力大小： F洛=qVBsin VB F洛=qVB VB F洛= 04、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,2、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, ,V,垂直纸面向外,垂直纸面向里,FL=0,FL=0,课堂练习:,3：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。,欣赏“极光”,欣赏“极光”,欣赏“极光”,欣赏“极光”,欣赏“极光”,欣赏“极光”,太阳喷射出的带电粒子（称太阳风）受地球磁场的作用而进入地球的两极地区，轰击高层大气气体使其电离的彩色发光现象称为极光,以正电荷为例,4、极光现象,5：下列说法正确的是：( ) 运动电荷在磁感应强度不为零的地方，一定受到洛伦兹力的作用；B. 运动电荷在某处不受洛伦兹力的作用，则该处的磁感应强度一定为零；C. 洛伦兹力既不能改变带电子粒子的动能，也不能改变带电粒子的加速度；D. 洛伦兹力对带电粒子不做功。,6关于带电粒子所受洛仑兹力F、磁感应强度B和粒子速度v三者之间的关系，下列说法中正确的是（ ） A、F、B、v三者必定均相互垂直 B、F必定垂直于B、v，但B不一定垂直v C、B必定垂直于F，但F不一定垂直于v D、v必定垂直于F，但F不一定垂直于B,7：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，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。,有一匀强磁场，磁感应强度大小为1.2T，方向由南指向北，如有一质子沿竖直向下的方向进入磁场，磁场作用在质子上的力为9.610-14N，则质子射入时速度为 ,质子在磁场中向 方向偏转 。,变式训练：8,510m/s,东,9：图中所示为电视机显像管中电子束偏转的示意图。磁环上的偏转线圈通以图示方向的电流时，沿轴线向纸内射入的电子束的偏转方向是：（ ） A向上； B向下 C向左； D向右,C,
