洛伦兹力PPT
合集下载
《洛伦兹力的应用》课件
深入探究洛伦兹力在电机中的应用有助于 开发新型电机，满足各种不同的需求和应 用场景。
洛伦兹力在磁悬浮列车中的应用
悬浮与导向作用
磁悬浮列车利用洛伦兹力实现车体的悬浮和导向，消除了 传统列车与轨道的接触摩擦，极大地提高了列车的运行速 度和稳定性。
磁场设计与控制
为了实现稳定悬浮和导向，需要对列车下方的磁场进行精 确的设计和控制，确保列车在高速行驶过程中的稳定性和 安全性。
大小
洛伦兹力的大小与磁感应强度、电荷量、速度和磁感应强度与速度的夹 角有关。
03
作用
洛伦兹力对带电粒子不做功，只改变带电粒子的运动方向，因此是描述
带电粒子在磁场中运动状态的重要物理量。
洛伦兹力的大小
公式
$F = qvBsintheta$，其中$q$为带电 粒子的电荷量，$v$为带电粒子的速 度，$B$为磁感应强度，$theta$为速 度与磁感应强度的夹角。
ERA
洛伦兹力的定义
洛伦兹力
带电粒子在磁场中所受到的力。
定义公式
$F = qvBsintheta$，其中$q$为带电粒子的电荷量，$v$为带电粒子的速度， $B$为磁感应强度，$theta$为速度与磁感应强度的夹角。
洛伦兹力的性质
01 02
方向
洛伦兹力的方向由左手定则确定，即伸开左手，让大拇指与其余四指垂 直，并处于同一平面内，将磁感线穿入手心，四指指向正电荷运动的方 向，大拇指所指的方向即为洛伦兹力的方向。
磁场与电流相互作用
洛伦兹力在电机中起着关键作用，它使带 电粒子在磁场中受到力的作用而产生旋转 ，进而驱动电机的旋转。
电机内部的磁场与电流相互作用，产生洛 伦兹力，该力驱动电机的转子旋转，从而 将电能转换为机械能。
高中物理选修31：第5章《探究洛伦兹力》课件(共17张PPT)
[延伸思考] 由 r＝mBqv知同一带电粒子，在同一匀强磁场中，半径 r 会随着速度的增 大而增大，它的周期也会随着速度的增大而增大吗？
一、对洛伦兹力方向的判定
Hale Waihona Puke f例1 下列关于图中各带电粒子所受洛伦
f
兹力的方向或带电粒子的带电性的判断
错误的是 ( C )
A．洛伦兹力方向竖直向上
B．洛伦兹力方向垂直纸面向里
答案 (1)是一条直线 是一个圆周 (2)半径减小 半径增大
[要点提炼] 1.带电粒子所受洛伦兹力与速度方向垂直，只改变速度方向，不改变速度
大小，对运动电荷不做功.
2.沿着与磁场垂直的方向射入磁场中的带电粒子，在匀强磁场中做匀速圆周运 动.向心力为洛伦兹力 f＝qvB，由 qvB＝mrv2可知半径 r＝mBqv，又 T＝2vπr， 所以 T＝2Bπqm.
二、洛伦兹力的大小 如图所示，将直导线垂直放入磁 场中，直导线中自由电荷的电荷 量为 q，定向移动的速度为 v，单 位体积的自由电荷数为 n，导线 长度为 L，横截面积为 S，磁场的磁感应强度为 B. (1)导线中的电流是多少？导线在磁场中所受安培力 多大？ (2)长为 L 的导线中含有的自由电荷数为多少？如果 把安培力看成是每个自由电荷所受洛伦兹力的合力， 则每个自由电荷所受洛伦兹力是多少？
f
C．粒子带负电
q
D．洛伦兹力方向垂直纸面向外
学习目标 知识储备 学习探究 典例精析 课堂小结 自我检测
二、对洛伦兹力公式的理解
例2 如图所示，各图中的匀强磁场的磁感应强度均为B，带电粒子的速率均 为v，带电荷量均为q.试求出图中带电粒子所受洛伦兹力的大小，并指出洛 伦兹力的方向．
F4
F1
v⊥
一、对洛伦兹力方向的判定
Hale Waihona Puke f例1 下列关于图中各带电粒子所受洛伦
f
兹力的方向或带电粒子的带电性的判断
错误的是 ( C )
A．洛伦兹力方向竖直向上
B．洛伦兹力方向垂直纸面向里
答案 (1)是一条直线 是一个圆周 (2)半径减小 半径增大
[要点提炼] 1.带电粒子所受洛伦兹力与速度方向垂直，只改变速度方向，不改变速度
大小，对运动电荷不做功.
2.沿着与磁场垂直的方向射入磁场中的带电粒子，在匀强磁场中做匀速圆周运 动.向心力为洛伦兹力 f＝qvB，由 qvB＝mrv2可知半径 r＝mBqv，又 T＝2vπr， 所以 T＝2Bπqm.
二、洛伦兹力的大小 如图所示，将直导线垂直放入磁 场中，直导线中自由电荷的电荷 量为 q，定向移动的速度为 v，单 位体积的自由电荷数为 n，导线 长度为 L，横截面积为 S，磁场的磁感应强度为 B. (1)导线中的电流是多少？导线在磁场中所受安培力 多大？ (2)长为 L 的导线中含有的自由电荷数为多少？如果 把安培力看成是每个自由电荷所受洛伦兹力的合力， 则每个自由电荷所受洛伦兹力是多少？
f
C．粒子带负电
q
D．洛伦兹力方向垂直纸面向外
学习目标 知识储备 学习探究 典例精析 课堂小结 自我检测
二、对洛伦兹力公式的理解
例2 如图所示，各图中的匀强磁场的磁感应强度均为B，带电粒子的速率均 为v，带电荷量均为q.试求出图中带电粒子所受洛伦兹力的大小，并指出洛 伦兹力的方向．
F4
F1
v⊥
《洛伦兹力》.ppt
（1）通电导线中的电流 I nqvS
（2）通电导线所受的安培力
v
F安 BIL B(nqvS)L
I v
（3）这段导线内的自由电荷数 N nSL
（4）每个电荷所受的洛伦兹力
F
v
F洛
F安 N
B(nqvS)L nSL
qvB
v
三、洛伦兹力大小
电荷量为q的粒子以速度v运动时,如果速 度方向与磁感应强度方向垂直,那么粒子所受 的洛伦兹力为
F洛=qvB =1.60×10-19×3×106×0.10N =4.8×10-14N
四、深化应用： 带电粒子在匀强磁场中的运动
当V平行B时，F=0， 带电粒子以速度v作 匀速直线 运动。
当v与B垂直时，因为洛伦兹力的方向始终 与运动方向 垂直 ，只改变速度的 方向， 不改变速度的 大小，只有 匀速圆周运动 才 具有这种特点，所以带电粒子垂直进入匀强 磁场后做 匀速圆周运动 .
判定方法：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。
【例题1】判断图中带电粒子所受洛仑兹力的方向 ： 【例题2】依运动轨迹，判断图中带电粒子的电性。
讨论：洛伦兹力的特点 ：
1.洛伦兹力的方向既垂直于磁场,又垂直于速度, 即垂直于v和B所组成的平面
F洛 qvB (v垂直B）
问题:若带电粒子不垂直射入磁场,电子 受到的洛伦兹力又如何呢?
F洛 qvB sin
V
B∥
B
B⊥
θ为B和v 之间的夹角 F洛
B⊥
B
θ
B∥ v
三、洛伦兹力大小
当运动电荷的速度v方向与磁感应强度B方 向的夹角为θ，电荷所受的洛伦兹力大小为
1-2洛伦兹力课件(32张PPT)
第1章 安培力与洛伦兹力
(3)三个公式:由 f=Bvqsin
①半径
sin
r= ;
②周期
2π
T=
sin
=
③螺距 d=Tvcos
(sin )2
θ=m
可得
2π
;
2π cos
θ=
。
第1章 安培力与洛伦兹力
带电粒子(不计重力)以一定的速度进入磁感应强度为的匀强磁场时的运动轨迹:
期分别为Tp和Tα,已知mα=4mp,qα=2qp,下列选项正确的是(
A
)
A.Rp∶Rα=1∶2,Tp∶Tα=1∶2
B.Rp∶Rα=1∶1,Tp∶Tα=1∶1
C.Rp∶Rα=1∶1,Tp∶Tα=1∶2
D.Rp∶Rα=1∶2,Tp∶Tα=1∶1
解析 由洛伦兹力提供向心力 F
4π 2
qvB=m 2 r
(2)半径的确定
①利用半径公式求半径;
②由圆的半径和其他几何边构成直角三角形,利用几何知识求半径。
第1章 安培力与洛伦兹力
本课小结
第1章 安培力与洛伦兹力
当堂检测
1.如图所示是电子射线管示意图,接通电源后,电子射线由阴极沿x轴方向射出,在荧光屏上会看到
一条亮线。要使荧光屏上的亮线向下(z轴负方向)偏转,在下列措施中可采用的是(
高中物理 选择性必修第二册
第1章
第
2节洛Βιβλιοθήκη 兹力第1章 安培力与洛伦兹力
学习目标
1.通过实验认识洛伦兹力。
2.能判断洛伦兹力的方向,会计算它的大小。
3.知道洛伦兹力与安培力之间的关系,能推导出洛伦兹力的计算公式。
4.掌握带电粒子在匀强磁场中运动的规律,并能解答有关问题。
洛伦兹力的应用课件 高二物理(鲁科版2019选择性必修第二册)(共23张PPT)
A1A2,平板S下方有磁感应强度为B0的匀强磁场.下列说法正确的是( ABC )
A.质谱仪是分析同位素的重要工具
B.速度选择器中的磁场方向垂直于纸面向外
C.能通过狭缝P的带电粒子的速率等于
D.粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P,粒子的比荷越小
[解析] 质谱仪是分析同位素的重要工具,A正确;
带电粒子在速度选择器中沿直线运动时,所受电场力和
粒子做匀速直线运动
左手定
则
生活实例
洛伦兹力的应用
6.磁流体发电机
等离子体射入，受洛伦
兹力偏转，使两极板带
电，板间电压为U，稳
定时 = , =
左手定
则
生活实例
洛伦兹力的应用
尔效应
平衡时，电场力等于洛伦
兹力(金属中能移动的自由
电荷为电子，带负电)
= = → = ℎ
盒中心的A点静止释放一质量为m、电荷量为q的带电粒子，
调整加速电场的频率，使粒子每次在电场中始终被加速，
最后在左侧D形盒边缘被特殊装置引出。不计带电粒子的重
力。求：
(1)粒子获得的最大动能Ekm；
例题 回旋加速器是加速带电粒子的装置，如图所示。设匀
强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于半径为R的D形盒，狭
)
A.M处的电势高于N处的电势
B.增大M、N之间的加速电压可使P点左移
C.偏转磁场的方向垂直于纸面向外
D.增大偏转磁场磁感应强度的大小可
使P点左移 D
解析：电子在电场中加速运动，
电场力的方向和运动方向相同，
而电子所受电场力的方向与电场
的方向相反，所以M处的电势
低于N处的电势，A错误；
A.质谱仪是分析同位素的重要工具
B.速度选择器中的磁场方向垂直于纸面向外
C.能通过狭缝P的带电粒子的速率等于
D.粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P,粒子的比荷越小
[解析] 质谱仪是分析同位素的重要工具,A正确;
带电粒子在速度选择器中沿直线运动时,所受电场力和
粒子做匀速直线运动
左手定
则
生活实例
洛伦兹力的应用
6.磁流体发电机
等离子体射入，受洛伦
兹力偏转，使两极板带
电，板间电压为U，稳
定时 = , =
左手定
则
生活实例
洛伦兹力的应用
尔效应
平衡时，电场力等于洛伦
兹力(金属中能移动的自由
电荷为电子，带负电)
= = → = ℎ
盒中心的A点静止释放一质量为m、电荷量为q的带电粒子，
调整加速电场的频率，使粒子每次在电场中始终被加速，
最后在左侧D形盒边缘被特殊装置引出。不计带电粒子的重
力。求：
(1)粒子获得的最大动能Ekm；
例题 回旋加速器是加速带电粒子的装置，如图所示。设匀
强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于半径为R的D形盒，狭
)
A.M处的电势高于N处的电势
B.增大M、N之间的加速电压可使P点左移
C.偏转磁场的方向垂直于纸面向外
D.增大偏转磁场磁感应强度的大小可
使P点左移 D
解析：电子在电场中加速运动，
电场力的方向和运动方向相同，
而电子所受电场力的方向与电场
的方向相反，所以M处的电势
低于N处的电势，A错误；
洛伦兹力演示仪ppt课件
问题一：带电粒子的v 和磁感应强度B 的方向是什么关系？
问题二：带电粒子所受的洛伦兹力F的 方向与v 的方向和磁感应强度B的 方向是什么关系？在哪个平面内？
问题三：带电粒子所受的洛伦兹力F对 粒子运动的v有何影响？带电粒子在哪 个平面内运动？
问题四：带电粒子所受的洛伦兹力F 大小是否变化？
问题五：带电粒子在匀强磁场中将做 什么样的运动？轨迹是什么？
包权
人书友圈7.三端同步
• 填一填
1．洛伦兹力演示仪的构造和工作原理
①洛伦兹力演示仪主要由 电子枪
、
、 玻璃泡 和 通电线圈 构成。
②洛伦兹力演示仪的工作原理
电子束由 电子枪 产生，在玻璃泡内充
有低压水银蒸汽，在电子束通过时能够显示 电子
运动轨迹
。励磁线圈能够在两个线圈之间产
生
匀强磁场，磁场的方向与 通电线圈的
包权
人书友圈7.三端同步
5.5探究洛伦兹力
———研究带电粒子在磁场中的运动
张荔龙
一、知识回顾
1、什么是洛伦兹力？ 2、带电粒子在磁场中是否一定受洛伦兹力？ 洛伦兹力的大小如何计算？ 3、洛伦兹力的方向有何特点？
左手定则：试判断下图中所示的带电粒 子刚 进入磁场时所受的洛伦兹力的方向。
4、我们知道，物体的运动规律取决于两个因 素：一是物体的受力情况，二是物体具有的速度 。因此，力与速度就是我们研究物体运动规律的 出发点和基本点。在必修二中我们学习过圆周运 动的知识，大家回想一下：物体做匀速圆周运动 的条件是什么？
0下载券文档一键搜索 VIP用户可在搜索时使用专有高级功能：一键搜索0下载券文档，下载券不够用不再有压力！
内容特 无限次复制特权 权 文档格式转换
洛伦兹力 ppt课件
运动受到的洛仑兹力f=_q_v_B____
15
（3）大小：f qvB sin :v与 B的 夹 角
①v与B垂直： . . . .
f qvB . . v . f .
－ －
② v与B平行：
f 0
v
16
例与练
• 1、两个带电粒子以相同的速度垂直磁感线 方向进入同一个匀强磁场，两粒子质量之 比为1：4，电量之比为1：2，则两带电粒
qvB mgco3s70 v4m/s
agsi3n076m/s2 × × × ×
s v2 0 4m 2a 3
f ×××× ××××
× × × mg× 26
洛伦兹力与安培力的比较：
6.2 磁场对运动 电荷的作用
1
第2节 研究洛仑兹力
洛伦兹
荷兰物理学家
H.A.Lorentz （1853-1928）
2
磁场对电流有力的作用吗?
安培力
电流是怎样形成的? 电荷的定向移动
由此推理,你可以提出哪些猜想?
__________________________________
•由此我们会想到：磁场对通电导线的安培力 可能是作用在大量运动电荷上的力的宏观表 现，也就是说磁场对运动电荷可能有力的作 用.
f
10
例与练
• 2、下列各图中已经画出磁场方向和洛仑兹 力的方向，请画出电荷的运动方向。
v
v垂直纸面向内
11
例与练
• 3、下列各图中已经画出磁场方向、电荷的 运动方向和洛仑兹力的方向，请指出电荷 的电性。
-
-
12
例与练
• 4、下图中已经知道电荷的运动方向和洛仑 兹力的方向，请指出磁铁的极性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
q-
VqVຫໍສະໝຸດ B当速度V的方向与磁感应强度B的方向平行时：
F＝0
思考
如果带电粒子射入匀强磁场时，初速度跟磁 场方向垂直（如图所示），粒子在洛仑兹力的作 用下将做什么运动？
+q
匀速圆周运动
安培力做功
-q
匀速圆周运动
洛伦兹力与运动方向 永远垂直 永不做功
小结
B V0
-q
-
f f
V
同位素分离
同位素：质子数相同，中子数不同，质量数不同
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
结论
磁场对运动电荷有力的作用
当电子射线管的周围存在磁场时，电子的运动轨迹是曲线
一、洛伦兹力
1、磁场对运动电荷有力的作用, 这个力叫做洛仑兹力.
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”。
思考
洛仑兹力F洛的大小、方向如何确定？
猜想：能不能用左手定则来判定 推理：我们曾经用左手定则判定安培力的方向．大量定向
移动电荷所受洛伦兹力宏观表现为安培力，因此，
可以用左手定则判定洛伦兹力的方向． 验证：尝试不同方向的磁场对电子束的不同影响，判断 运动的电子束在各种方向的磁场中的受力方向．
3、洛伦兹力的方向----左手定则
高中物理 选修1-1
2.4《磁场对运动电荷的作用》
物理科实习生：夏飘
赤道低纬度地区 为什么极少出现
极光常常出现于纬度靠近地磁极地区上空
《磁场对运动电荷的作用》
这些极光产生的几个条件：
实验验证
实验：用阴极射线管研究磁场对运动电荷的作用。 • 在真空玻璃管内安装一个阴 极、一个阳极 .阴极接高电压 的负极、阳极接正极 . 阴极能 够发射电子 , 电子束在两极之 间的电场力的作用下从阴极 飞向阳极 .这个管子叫做电子 射线管 . 为了显示电子束运动 的情况 , 管内装有长条形的荧 光屏 ,屏上的物质受到电子的 撞击时能够发光。
发现三类射线
左：带正电的高速氦原子核粒子束 中：不带电粒子组成；高能电磁波； 右：带负电的粒子组成
显像管的工作原理
思考与讨论
1、电子束是怎样实现偏转的？ 2、在图2.4－3中，如图所示
（1）要是电子打在A点，偏转磁
场应该沿什么方向？ （2）要是电子打在B点，偏转 磁场应该沿什么方向？ （3）要是电子束打在荧光屏上 的位置由中心O逐渐向A点移动， 偏转磁场应该怎样变化？
v
F
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，让磁感线垂直穿 入手心，若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。
v F
B