3.5运动电荷在磁场中受到的力 课件

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
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 洛伦兹力
v
v
v v
(1)通电导线中的电流 I (2)通电导线所受的安培力
（2）若A、B两板相距为 d，板间的磁场按匀强磁 场处理，磁感应强度为B ，等离子体以速度v沿垂 直于B的方向射入磁场， 该发电机的电动势是多 大？(提示：复习第二章 第二节电动势的有关知 识。)
N
S
四、电视显像管的工作原理
1、要是电子打在A点，偏转磁场 应该沿什么方向？ 垂直纸面向外 2、要是电子打在B点，偏转磁场 应该沿什么方向？ 垂直纸面向里 3、要是电子打从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， 然后垂直纸面向里并逐渐增大。
课堂练习:
1、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
FL ×
× ×
× ×V×
× × ×
+
+
V
FL
+ +
V
+
V
V
垂直纸面向外 垂直纸面向里
FL
× × ×
FL
V
× × ×
× × ×
V
V
FL=0
FL=0
2：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。
nqvS
F安 BIL B(nqvS) L
(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
v
I v
F
F安 B(nqvS) L F洛 qvB N nSL
v
v
三、洛伦兹力大小
1. F洛=qVB 2.F洛= 0
( V⊥B） ( V∥B）
3.当V与B成一角度θ时
பைடு நூலகம் 思考
洛仑兹力F洛的方向如何确定？ 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。
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。
关机的短暂时间荧幕中心为什么有亮点？
形成等效电容
欣赏“极光”
欣赏“极光”
欣赏“极光”
欣赏“极光”
欣赏“极光”
欣赏“极光”
欣赏“极光”
欣赏“极光”
欣赏“极光”
解释“极光”现 象
地磁场
宇宙射线
地磁场改变宇宙射线中带电粒子 的运动方向——保护作用
（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
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=qVBsinθ V⊥B F洛=qVB V∥B F洛 = 0 4、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
F
v
v F
实验验证：
下图中电子束的偏转方向？
N S
1
S N
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
判断下列粒子进入磁场时所受的洛伦兹力的方向
－q
竖直向上
竖直向上
垂直纸面向外
垂直纸面向内
三、洛伦兹力的大小
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:
能沿着图示虚线路径 通过这个速度选择器。
4、（书98页第4题）如图所示，磁流体发电机是一项新兴技术， 它可以把物体的内能直接转化为电能。平行金属板A、B之间有一 个很强的磁场，将一束等离子体（即高温下电离的气体，含有大 量正、负带电粒子）喷入磁场，A、B两板间便产生电压。如果把A、 B和用电器连接，A、B就是一个直流电源的两个电极。 （1）图中A、B板哪一个是发电机的正极。
阳极
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
结论
磁场对运动电荷有力的作用
一、洛伦兹力
1、运动电荷在磁场中受到的 力称为洛伦兹力. 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本质。
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”。 洛伦兹（1853—1928）
V2 V1
三、洛伦兹力大小
1. F洛=qVB 2.F洛= 0
( V⊥B） ( V∥B）
3.当V与B成一角度θ时
F洛=qVBsinθ
（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 F⊥v
思考与讨论
F⊥B （2）洛伦兹力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
【知识应用】：
3.（书98页第三题）在如图所示的平行板器件中，电 场强度E和磁感应强度B相互垂直。具有不同水平速度 的带电粒子射入后发生偏转的情况不同。这种装置能 把具有某一特定速度的粒子选择出来，所以叫做速度 选择器。 试证明：带电粒子具 有速度 v E 时，才
B
×××× v ××××
速度选择器
3.5运动电荷在磁场中受到的力
知识回顾
判断下列图中安培力的方向：
F F
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，由此你会想到了什么？
磁场可能对运动电荷有力的作用。
实验验证 演示：阴极射线在磁场中的偏转
狭缝
荧光板
阴极
电子束