运动电荷在磁场中所受的力ppt课件

例3.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B( )
A.竖直向下沿直线射向.
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.
五、洛伦兹力的其他应用
2．速度选择器 (1)平行板中电场强度 E 和磁感应强度 B 方向互相垂直．这种装 置能把具有一定速度的粒子选择出来，所以叫做速度选择器．
当外电路断开时，电源电动势 E＝U＝Bdv，电源内阻 r＝ρSd. 当外电路接通时，R 中的电流为 I＝R＋E r＝RB＋dρvSd＝RBSd＋vSρd.
S
N
速度选择器 例 3、如图为速度选择器示意图，若使之正常工作，则以下叙述 正确的是( C ) A．P1 的电势必须高于 P2 的电势 B．从 S2 出来的只能是正电荷，不能是负电荷 C．如果把正常工作时的 B 和 E 的方向都改变为原来的相反方 向，选择器同样正常工作 D．匀强磁场的磁感应强度 B、匀强电场的电场强度 E 和被选择 的速度 v 的大小应满足 v＝BE
思考以下问题： 1、电子束打在荧光屏上的A点， 偏转磁场的方向？ 2、电子束打在荧光屏上的B点， 偏转磁场的方向？ 3、使电子束打在荧光屏上的位 置由B逐渐向A移动，偏转磁场应 怎样变化？
电视显像管中的扫描
在电视显像管的偏转区 中存在水平方向和竖直方向 强弱和方向都在不断变化的 偏转磁场，于是，电子枪发 出的电子束在荧光屏上的发 光点不断移动，对图像进行 扫描，扫描的路线如图所示， 从a开始，逐行进行，直到b， 且每秒要进行50场扫描，结 果，我们就感觉到荧光屏上 整个都发光了。
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 I nqvS
v
（2）通电导线所受的安培力
F安 BIL B(nqvS)L
Iv
（3）这段导线内的自由电荷数N nSL F
（4）每个电荷所受的洛伦兹力
v
F洛

F安 N

B(nqvS)L nSL
v f
2、若是负电荷，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。
洛伦兹力的方向
左手定则
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⊥Bv平面
v F
伸开左手：
磁感线（或者有效分量）——垂直穿入手心
(5)当 v>BE时，粒子向 F′方向偏转，F 做负功，粒子的动能减小， 电势能增大．
(6)当 v<BE时，粒子向 F 方向偏转，F 做正功，粒子的动能增大， 电势能减小．
2．磁流体发电机
磁流体发电机原理示意图如图所示，A、B 为平行金属板，板间 有竖直方向的匀强磁场．让等离子体沿平行板高速射入，在洛伦兹力 作用下，正、负离子将向 B、A 板偏转，在两板间产生了电势差，形 成了电场，当离子受到的静电力等于洛伦兹力时，离子不再偏转，两 极板间形成稳定的电势差 U，设离子的速度为 v，所带的电荷量为 q， 磁感应强度为 B，板间距离为 d，由 F 电＝F 洛得 qE＝qvB，即 qUd ＝qvB， 故 U＝Bdv.
(2)带电粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是 qE＝qvB， 即 v＝BE.
(3)从力的角度看：静电力与洛伦兹力平衡，即 Eq＝Bqv0. (4)从速度的角度看：v0 的大小等于 E 与 B 的比值，即 v0＝BE.可知 速度选择器只对选择的粒子速度有要求，而对粒子的质量、电荷量大 小及正、负无要求．
观看极光视频 【思考】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？
选修3-1第三章 磁场
回顾复习：
1、安培力的定义： 磁场对通电导线的作用力
方向的判断： 左手定则 大小的计算： F＝
ILBsinθ N
S
显示电场线
闭合开关
2、电流是如何形成的？
导体中的电流是由电荷的定向移动产生的 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，由此你想到了什么？
SUCCESS
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例2.绕有绝缘的通电导线的铁环，电流方向如图 所示，若有一电子束以垂直于纸面向里的速度从 O点射入，则电子的运动轨迹？
B
向右 偏转
B
向左 偏转
B
向下 偏转
B
向上 偏转
太阳磁暴
地磁场的磁层分布图
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。
四指—— ①指向正电荷的运动方向
②指向负电荷运动的反向 大拇指——
v F
所受洛伦兹力的方向
例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向.
v
v
v
F
F
F
粒子垂直于纸 所受洛伦兹力垂
面向里运动
直于纸面向外
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

qvB
v
洛仑兹力的特点
1、洛伦兹力的大小：
v∥B，F洛=0；
Baidu Nhomakorabea
v⊥
v⊥B，F洛=qvB
v与B成θ时，F洛=qvBsinθ
v∥
2、洛伦兹力的方向：左手定则
F洛⊥B F洛⊥v F洛⊥vB平面
3、洛伦兹力的效果：只改变运动电荷速度的方
向，不改变运动电荷速度的大小。
重要结论：洛伦兹力永远不做功！
四、电视显像管的工作原理
【猜想】磁场可能对运动电荷有力的作用。
探究一:磁场是否对运动电荷也有作用力呢?
演 示 ： 阴 极 射 线 在 磁 场 中 的 偏 转 思考与讨论：在这个实验当中观察到了什么现象？ 根据这个现象能得出什么结论？
实验现象：
实验现象：没有加磁场时，电子束直线前进； 加了磁场后，电子束的运动径迹发生弯曲。
实验结论： 阴极射线管中的电子束在磁场中发生
偏转，磁场对运动电荷确实存在作用力．
洛伦兹力
一、洛伦兹力(Lorentz force) 1、定义：运动电荷在磁场中受到的作用力 2.洛伦兹力与 安培力的关系
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.
二、洛伦兹力的方向、左手定则
f v
1、 伸开左手，使拇指和其余四个手 指垂直且处于同一平面内，让磁感线 垂直穿过手心，使四指指向正电荷运 动的方向，这时拇指所指的方向就是 正电荷所受洛伦兹力的方向 。