_运动电荷在磁场中受到的力ppt
物理人教版选择性必修第二册1.2磁场对运动电荷的作用力共20张ppt
电导线的作用力
电荷的作用
产生 电 荷 在 磁 场 中 运 动 , 通电导线不平行放入 只要电场中有电荷,
电荷就一定受电场力
条件 运 动 方 向 与 磁 场 不 平 磁场中
行
方向 垂直与于v,B所在平面,垂直于B,I所在平面, 正(负)电荷受力与
左手定则判断
大小
F=qvBLeabharlann inθ做功情况一定不做功
轴正方向,那么电子运动方向可能是(
D)
A.沿轴正方向进入磁场
B.沿轴负方向进入磁场
C.在平面内,沿任何方向进入
D.在平面内,沿某一方向进入
课堂小练
4.如图所示,某空间匀强电场竖直向下,匀强磁场垂直纸面向里,一金
属棒从高处自由下落,则(B
A.端先着地
)
B.端先着地
S
入的离子在洛伦兹力的作用下向、两板聚
集,使两板间形成电场,直至进入、之间
粒子的电场力大到后面的微粒不再聚集到板上,
因此间会形成稳定的电压,进而连接电路
可进行供电。
稳定时的电压大小为U=Bdv(d:板间距;v:离子的速率)
课堂小练
1.在赤道平面上无风的时候,雨滴是竖直下落的。若雨滴带负电,则它
C.两端同时着地
D.以上说法均不正确
【解析】棒中自由电子随棒一起下落,有向下速度,并受到向左的
洛伦兹力,故自由电子往左端集中,因此A端带负电,端带正电。
端受到向上静电力,端受到向下静电力,端先着地。
小结
安培力与洛伦兹力
安培力是洛伦兹力的宏观体现
洛伦兹力是安培力的微观描述
洛伦兹力
N
人教版高中物理选修3-1《135_运动电荷在磁场中受到的力》课件(56张ppt)资料
F q v -q
F
v
如果是负电荷,我们应如何 判定洛伦兹力的方向?
(二)、洛伦兹力的方向
四指的方向
电流的方向
正电荷的运动方向 负电荷运动的反方向
训练巩固:试判断下图中的带电粒子 刚进入磁场时所受洛伦兹力的方向 F垂直于 纸面向外
B B
B v
F B
v
乙
v
丙
v
F
甲
丁
F垂直于 纸面向外
心得体会
1、以相同速度进入同一磁场的 正、 负电荷受到的洛伦兹力方向相反 2、洛伦兹力的方向 垂直于v和B组成的平面
F洛
B
v
(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:
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
(五)、电视显像管的工作原理
2、原理:应用电子束磁偏转的原理
课 堂 练 习
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
射向地面
B.相对于预定地面
向东偏转
V
C.相对于预定点稍向西偏转
D.相对于预定点稍向北偏转
以正电荷为例
果 因
洛仑兹力
磁场对运动电荷的作用
F +
I
I
F
-
第1章 2 《磁场对运动电荷的作用力》课件ppt
知识归纳
1.带电粒子在匀强磁场中无约束情况下做直线运动的两种情景
(1)速度方向与磁场平行,不受洛伦兹力作用,可做匀速直线运动也可在其
他力作用下做变速直线运动。
(2)速度方向与磁场不平行,且除洛伦兹力外的各力均为恒力,若轨迹为直
线则必做匀速直线运动。带电粒子所受洛伦兹力也为恒力。
2.洛伦兹力考查角度多,因而涉及洛伦兹力的题目往往较为综合,解题时可
质子受到的洛伦兹力F=Bqv=4.8×10-17 N。
答案 4.8×10-17 N
探究三
带电粒子(物体)在磁场中的运动
情境探究
在两平行金属板间,有如图所示的互相正交的匀强电场和匀强磁场。α粒
子(带正电)以速度v0从两极板的正中央垂直于电场方向和磁场方向射入,
恰好能沿直线匀速通过。忽略重力,则:
(1)若质子(带正电)以速度v0从两极板的正中央垂直于电场方向和磁场方向
培力可以对导体棒做功,选项C错误;若运动电荷的运动方向与磁场方向平
行,则不受洛伦兹力作用,选项D错误。
答案 A
课堂篇 探究学习
探究一
洛伦兹力的方向
情境探究
如图所示,用阴极射线管研究磁场对运动电荷的作用,不同方向的磁场对电
子束径迹有不同的影响。电荷偏转方向与磁场方向、电子运动方向的关
系满足怎样的规律?
(1)电荷运动方向和磁场方向间没有因果关系,B与v不一定垂直,两者关系
是不确定的。(2)电荷运动方向和磁场方向确定洛伦兹力方向。
(3)F⊥B,F⊥v,即F垂直于B和v所决定的平面。
洛伦兹力与粒子运动方向、磁感应强度方向的关系
3.洛伦兹力的特点
(1)洛伦兹力的方向随电荷运动方向的变化而变化。但无论怎样变化,洛伦
磁场对运动电荷的作用课件
(1)基本公式
mv2
①向心力公式:Bqv= R 。
mv ②轨道半径公式:R= Bq 。
③周期、频率和角速度公式:
T=2πvR=2qπBm,
f=T1=
qB 2πm
,
qB ω=2Tπ=2πf= m 。
④动能公式:Ek=21mv2=B2qmR2。
(2)T、f 和 ω 的特点 T、f 和 ω 的大小与轨道半径 R 和运行速率 v 无关 磁感应强度 和粒子的 比荷 有关。
A.洛伦兹力对带电粒子做功 B.洛伦兹力不改变带电粒子的动能 C.洛伦兹力的大小与速度无关 D.洛伦兹力不改变带电粒子的速度方向
解析 根据洛伦兹力的特点,洛伦兹力对带电粒子不做功,A 项错,B 项对;根据 F=qvB 可知,大小与速度有关。洛伦兹力的效果就是改变物 体的运动方向,不改变速度的大小。
答案 B
解析 运用左手定则时,“四指指向”应沿电荷定向移动形成的等效 电流方向,而不一定沿电荷定向运动方向,因为负电荷定向移动形成电流 的方向与其运动方向反向,通过左手定则所确定的洛伦兹力与磁场之间的 关系可知:两者方向相互垂直,而不是相互平行。
答案 BD
2.(洛伦兹力大小)带电粒子垂直匀强磁场方向运动时,会受到洛伦兹 力的作用。下列表述正确的是( )
微知识 1 洛伦兹力
1.定义 运动 电荷 在磁场中所受的力。
2.大小 (1)v∥B 时,F= 0 。 (2)v⊥B 时,F= Bqv 。 (3)v 与 B 夹角为 θ 时,F= Bqvsinθ 。
3.方向 F、v、B 三者的关系满足 左手 定则。 4.特点 由于 F 始终与 v 的方向 垂直 ,故洛伦兹力永不做功。
3.(带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动)质量和电量都相等的带电 粒子 M 和 N,以不同的速率经小孔 S 垂直进入匀强磁场,运行的半圆轨迹 如图中虚线所示,下列表述正确的是( )
磁场对运动电荷的作用力 课件
(3)洛伦兹力恒不做功,但安培力却可以做功.
可见安培力与洛伦兹力既有紧密相关、不可分割的必然 联系,也有显著的区别.
3.洛伦兹力与电场力的比较
2.在研究电荷的运动方向与磁场方向垂直的情况时, 由左手定则可知,洛伦兹力的方向既与磁场方向垂直,又与 电荷的运动方向垂直,即洛伦兹力垂直于v和B两者所决定的 平面.
3.由于洛伦兹力的方向总是跟运动电荷的速度方向垂 直,所以洛伦兹力对运动电荷不做功,洛伦兹力只能改变电 荷速度的方向,不能改变速度的大小.
图3-5-2
有 Q=nqL=nq·vt,I=Qt ,F 安=BIL,故 F 安=BQt L=Bnqtvt·L=Bqv·nL,洛伦兹力 F=F 安/nL,故 F=qvB.
上式为电荷垂直磁场方向运动时,电荷受到的洛伦 兹力.
2.洛伦兹力和安培力的区别与联系
(1)洛伦兹力是单个运动电荷在磁场中受到的力,而安 培力是导体中所有定向移动的自由电荷受到的洛伦兹力的宏 观表现;
2.带电粒子在复合场中运动的分析方法和思路 (1)正确进行受力分析,除重力、弹力、摩擦力外要特 别注意电场力和洛伦兹力的分析.
(2)确定带电粒子的运动状态,注意运动情况和受力情 况的结合.
(3)灵活选择不同的运动规律 ①当带电粒子在复合场中做匀速直线运动时,粒子受 力必然平衡,由平衡条件列方程求解.
磁场对运动电荷的作用力
一、洛伦兹力
1.演示实验:电子射线管发出的电子束,如图甲中的径迹是
乙中一电条子直束线的径.迹把向电下子射发线生管了放偏在转蹄,形若磁调铁换的磁磁铁场南中北,极如的图位3置-,5-则1 电子束的径迹会向上偏转.
3.5运动电荷在磁场中受到的力
12
二、洛伦兹力的方向 ——左手定则
磁场穿过掌心
四指指向
电流
大拇指指向
安培力
磁场
磁场穿过掌心
定向移动 的电荷
洛伦兹力
大拇指指向
正电荷的运动方向 负电荷运动反方向
四个手指怎 么摆放?
13
14
从左手定则可知,v与B方向垂直 时,F洛、B、v的方向两两垂直
F洛 B
v
15
若B和 v 的方向不垂直,F的方 向又如何确定?你能总结一下 F、B、v三者之间的关系吗?
8
观察现象:没有加磁场时,电子束的径迹如 何?加了磁场后,电子束的运动径迹发生怎样的 变化?
9
现象:没有加磁场时,电子束的径迹是直线;加了 磁场后,电子束的运动径迹发生了弯曲。
10
一、洛伦兹力
荷兰物理学家 洛伦兹 (Lorentz, 1853—1928)
——运动电荷在磁场中 受到的作用力。
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”。
F洛
F安 N
B(nqvS)L nSL
qvB
(v B)
20
三、洛伦兹力的大小
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 (v垂直B)
问题:若带电粒子不垂直射入磁场, 粒子受到的洛伦兹力又如何呢?
21
v2 v1
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三、洛伦兹力的大小
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
2025届高三物理一轮复习磁场对运动电荷的作用(53张PPT)
答案 AB
考向4 运动的周期性形成多解带电粒子在两个相邻磁场或电场、磁场相邻的空间内形成周期性的运动而形成多解。
【典例11】 (多选)(2022·湖北卷)在如图所示的平面内,分界线SP将宽度为L的矩形区域分成两部分,一部分充满方向垂直于纸面向外的匀强磁场,另一部分充满方向垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小均为B,SP与磁场左右边界垂直。离子源从S处射入速度大小不同的正离子,
解析 电子在磁场中都做匀速圆周运动,根据题意画出电子的运动轨迹,如图所示,电子1垂直射进磁场,从b点离开,则运动了半个圆周,ab即为直径,c点为圆心,电子2以相同速率垂直磁场方向射入磁场,经t2时间从a、b
答案 A
考向2 带电粒子在平行边界磁场中的运动平行边界(存在临界条件,如图所示)。
【典例4】 如图所示,匀强磁场的磁感应强度为B,宽度为d,边界为CD和EF。一电子从CD边界外侧以速率v0垂直射入匀强磁场,入射方向与CD边界间夹角为θ。已知电子的质量为m,电荷量为e,为使电子能从磁场的另一侧EF射出,求:(1)电子的速率v0至少多大?(2)若θ角可取任意值,v0的最小值是多少?
答案 C
1.洛伦兹力的特点:洛伦兹力不改变带电粒子速度的_______,只改变带电粒子速度的方向。2.粒子的运动性质。(1)若v0∥B,则粒子不受洛伦兹力,在磁场中做_____________。(2)若v0⊥B,则带电粒子在匀强磁场中做_____________。
考点2 带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动
平面
0
qvB
(1)带电粒子在磁场中的速度不为零,一定受到洛伦兹力作用( )(2)洛伦兹力对运动电荷不做功( )(3)同一带电粒子在A处受到的洛伦兹力大于在B处受到的洛伦兹力,则A处的磁场一定大于B处的磁场( )
磁场对运动电荷的作用(优秀)PPT课件
[观看] 洛伦兹力演示仪
2020/1/2
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思考与讨论:
带电粒子在磁 场中运动时,洛 伦兹力对带电粒 子是否做功?
2020/1/2
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3.特点:
① F洛⊥B, F洛⊥V(垂直于v和B所
决定的平面)
② 洛伦兹力对电荷不做功
2020/1/2
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[例1] 一个电子的速率V=3×106 m/s,垂直射入B=0.1T的匀强磁 场中,它所受的洛伦兹力为多大? (e=1.6×10-19 C)
洛伦兹认为一切物质分子都含有电子,阴极
射线的粒子就是电子。把以太与物质的相互作
用归结为以太与电子的相互作用。这一理论成
功地解释了塞曼效应,与塞曼一起获1902年
诺贝尔物理学奖。
洛伦兹于1928年2月4日在荷兰的哈勃姆去
世,终年75岁。为了悼念这位荷兰近代文化的
巨人,举行葬礼的那天,荷兰全国的电信、电
2020/1/2
26
请各位观看科普视频
2020/1/2
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☆小结
1、定义:磁场对运动电荷的作用力.施力 物体:磁场;受力物体:运动电荷.
2、产生条件:电荷在磁场中运动,且 V
洛 与 B不平行. 伦 3、方向判定:左手定则. F⊥B, F⊥V (F 兹 垂直于v和B所决定的平面) 力 4、大小(公式):F = qvB (只适用于
上的物质受到电子的撞击
时能够发光,显示出电子束
的运动轨迹。
9
[实验现象] 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。 [实验结论] 运动电荷确实受到了 磁场的作用力,这个力通常叫做 洛伦兹力。
新课标2023版高考物理一轮总复习第九章磁场第2讲带电粒子在磁场中的运动课件
电荷处在电场中
大小
F=qvB(v⊥B)
F=qE
方向
F⊥B且F⊥v
正电荷受力与电场方向相同,负电 荷受力与电场方向相反
可能做正功,可能做负功,也可能 做功情况 任何情况下都不做功
不做功
(二) 半径公式和周期公式的应用(固基点)
[题点全练通]
1.[半径公式、周期公式的理解]
(选自鲁科版新教材)(多选)在同一匀强磁场中,两带电量相等的粒子,仅受磁
[答案] D
类型(二) 平行直线边界的磁场 1.粒子进出平行直线边界的磁场时,常见情形如图所示:
2.粒子在平行直线边界的磁场中运动时存在临界条件,如图a、c、d所示。
3.各图中粒子在磁场中的运动时间: (1)图 a 中粒子在磁场中运动的时间 t1=θBmq,t2=T2=πBmq。 (2)图 b 中粒子在磁场中运动的时间 t=θBmq。 (3)图 c 中粒子在磁场中运动的时间
[答案] BD
[例 3] 如图所示,平行边界区域内存在匀强磁场,比荷相同 的带电粒子 a 和 b 依次从 O 点垂直于磁场的左边界射入,经磁场 偏转后从右边界射出,带电粒子 a 和 b 射出磁场时与磁场右边界 的夹角分别为 30°和 60°,不计粒子的重力,下列判断正确的是( )
A.粒子 a 带负电,粒子 b 带正电 B.粒子 a 和 b 在磁场中运动的半径之比为 1∶ 3 C.粒子 a 和 b 在磁场中运动的速率之比为 3∶1 D.粒子 a 和 b 在磁场中运动的时间之比为 1∶2
(三) 带电粒子在有界匀强磁场中的圆周运动(精研点) 类型(一) 直线边界的磁场
1.粒子进出直线边界的磁场时,常见情形如图所示:
2.带电粒子(不计重力)在直线边界匀强磁场中的运动时具有两个特性: (1)对称性:进入磁场和离开磁场时速度方向与边界的夹角相等。 (2)完整性:比荷相等的正、负带电粒子以相同速度进入同一匀强磁场,则它们运
运动电荷在磁场中受到的力LCR
实验现象 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。
实验结论 运动电荷确实受到了磁场的作用力,这个力通常叫做洛伦兹力。
洛伦兹,荷兰物理学家、数学家, 1870年洛伦兹考入莱顿大学,学习数 学、物理和天文。1875年获博士学位。
v// v B
v
5.对洛仑兹力的理解
(1) 洛仑兹力计算公式FL=qvBsinθ也适用于非匀强磁场.虽 然从匀强磁场中通电导线所受安培力推导出来的,但它对于任何 磁场(非匀强磁场)都适用。
(2) 洛仑兹力与时刻(位置)对应. 如果v是瞬时速度,B是某 时刻带电粒子所在位置点的磁感应强度. 那么FL=qvBsinθ,就是 此时此位置带电粒子所受到的洛仑兹力。
练习:分析下列带电粒子在磁场中受到的洛仑兹力的方向
FL
v B
v B FL
v
B FL
FL v
B
练习: 阴极射线管中粒子流向由左向右,其上方放置一根通
有如图所示电流的直导线,导线与阴极射线管平行,则阴极射线
将
( B)
A.向上偏转
B.向下偏转
C.向纸里偏转
D.向纸外偏转
解析:由安培定则,电流在其下方所产生的磁场方向垂直 纸面向里,由左手定则,电子流所受洛伦兹力向下,故向下偏 转.
观察来自真实的图片
电子显像管示意图,细 电子束使整个屏发光
问题: 电子显像管中的细电子束,为什么能 使整个屏幕发光?从宇宙深处射来的带电粒子为 什么只在南北两极形成美丽的极光?
磁场对运动电荷有作用力吗?——猜想1:
既然磁场对电流有力的作用,而电流又是由电荷定向移动 形成的,那么很有可能是磁场对定向移动的电荷有力的作用。
人教版高中物理选修31:第三章 3.5 运动电荷在磁场中受到的力 课件
二、洛伦兹力与电场力的比较
评
是带电粒子在两种不同的场中受到的力,反映了磁场和
电场的力的性质,但这两种力的区别也是十分明显的。
洛伦兹力
电场力
作用 对象
仅在运动电荷的速度方向 带电粒子只要处在电场
与 B 不平行时,运动电荷才 中,一定受到电场力
受到洛伦兹力
F=qvBsinθ,方向与 B 垂
大Байду номын сангаас、
F=qE,F 的方向与 E
2.原理 (1)电子枪__发__射_电__子_____。 (2)电子束在磁场中__偏__转__。 (3)荧光屏被电子束撞击发光。 3.扫描:在偏转区的水平方向和竖直方向都有偏转磁场, 其方向、强弱都在_不__断__变__化___,使得电子束打在荧光屏上的 光点从上向下、从左向右不断移动。 4.偏转线圈:使电子束偏转的磁场是由两 __对__线__圈__产生的。
第三章:磁场
§3.5 运动电荷在磁场中受到的力
★复习:
导
◆.磁场对电流有力的作用 ------(安培力FA)
◆.电荷的定向移动形成 ------(电流I)
I
分析:我们已经知道磁场对电流有力的作用, 那么磁场对运动电荷有力的作用吗?
导
1.通过实验,观察阴极射线在磁场中的偏转,认识 洛伦兹力。
2.会判断洛伦兹力的方向,会计算洛伦兹力的大小。 3.了解电子束的磁偏转原理以及在科学技术中的应
例2.电子以速率V0垂直进入磁感应强度为B的匀强磁 场中,则( AC )
A、磁场对电子的作用力始终不做功 B、磁场对电子的作用力始终不变 C、电子的动能始终不变 D、电子的动量始终不变
例3.如图所示,一个质量为m,电荷量为q的
B
磁场对运动电荷的作用洛伦兹力分解课件
洛伦兹力在磁场束缚中的应用
等离子体束缚
在核聚变等离子体实验中,洛伦兹力可以用于束缚等离子体,使其 保持稳定并防止热失控。
磁场重联
在磁场重联过程中,洛伦兹力起着关键作用,它决定了磁场的演变 过程和能量释放机制。
电流驱动
洛伦兹力在产生电流驱动方面具有重要应用,例如在空间科学实验中 ,可以利用洛伦兹力驱动电流,以研究地球磁场的动态变化。
洛伦兹力的方向
根据左手定则,可以判 断洛伦兹力的方向。
洛伦兹力实验的装置和操作步骤
装置:磁场装置、粒子源、粒子速度控 制装置、粒子轨迹显示装置等。
3. 分析实验数据,得出结论。
2. 视察粒子轨迹的变化,记录不同速度 下粒子的轨迹。
操作步骤
1. 将粒子源置于磁场中,调整粒子速度 控制装置,使粒子以不同的速度在磁场 中运动。
洛伦兹力的大小和方向
大小
洛伦兹力的大小与带电粒子的电荷量 、速度和磁感应强度成正比,与夹角 的正弦值成正比。
方向
洛伦兹力的方向由左手定则确定,即 伸开左手,让磁感应线穿过掌心,四 指指向带电粒子的运动方向,大拇指 所指方向即为洛伦兹力的方向。
洛伦兹力的重要意义
洛伦兹力是研究带电粒子在磁场中运动的重要工具,对于理解电磁场的基本性质和 带电粒子的运动规律具有重要意义。
公式表示
角速度 = 洛伦兹力 / (转动惯量),其中洛伦兹力是磁场对运动电荷的作 用力,转动惯量是电荷旋转运动的惯性。
03 洛伦兹力的分解
洛伦兹力在直角坐标系中的分解
洛伦兹力在直角坐标系中的分解是理解其作用机制的基础,通过分解可以更好地 理解洛伦兹力对运动电荷的作用。
在直角坐标系中,洛伦兹力可以分解为三个分量,分别是$F_{x}$、$F_{y}$和 $F_{z}$,分别表示在x、y和z方向上的作用力。每个分量的表达式和物理意义都 不同,但它们共同作用在运动电荷上,产生洛伦兹力的效果。
磁场对运动电荷的作用力高中物理课件
第2节 磁场对运动电荷的作用力第一章人教版 高中选择性必修第二册新课导入磁场对通电导线有作用力,电流是如何形成的,你有什么启发?磁场可能对运动电荷有力的作用。
洛伦兹力大小和方向有什么规律?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磁场对运动电荷的作用力称为洛伦兹力。
PART 01洛伦兹力的方向猜想:磁场对电流的作用力实质是磁场对运动电荷的作用力,洛伦兹力的方向可以用左手定则判定。
如何用实验验证这一猜想?实验现象:实验表明:洛伦兹力的方向可以用左手定则判定。
力的方向。
F 既与B 垂直又与v 垂直,即垂直于B 和v 所确定的平面,但B 与v 不一定垂直。
v 1v 2++洛伦兹力对物体的运动能起到什么作用?洛伦兹力对电荷不做功,只改变粒子速度的方向,不改变粒子速度的大小。
洛伦兹力与安培力有哪些联系和区别?答案 (1)联系:安培力是通电导体中所有定向移动的自由电荷受到的洛伦兹力的宏观表现,而洛伦兹力是安培力的微观本质。
(2)区别:洛伦兹力始终垂直于速度方向,只改变速度的方向,不改变速度的大小,对带电粒子不做功。
但安培力却可以对导体做功。
辨析(1)运动电荷在磁场中不一定受洛伦兹力。
( )(2)用左手定则判断洛伦兹力方向时“四指的指向”与电荷运动方向相同。
( )(3)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。
( )√××(多选)(2023·河南周口高二开学考试)下列图中关于各带电粒子所受洛伦兹力的方向或带电粒子电性的判断正确的是例1√√PART 02洛伦兹力的大小伦兹力的大小吗?- - - - - - - - - - - -你能根据洛伦兹力与安培力关系,尝试推导速度垂直入射磁场时受到的洛伦兹力的大小吗?I=nqsvN=nLs每个自由电荷所受的洛伦兹力大小 :qvB nSLLnqvS B N F F ===)(安洛F=BILIF 安F 洛安培力洛伦兹力F 安=N·F 洛若此电子不垂直射入磁场,电子受到的洛伦兹力又如何呢 ?vB 11B ┴sin F qvB qvB θ⊥==洛vv v 11┴sin F qv B qvB θ⊥==洛01F =qvB sin θ,θ为电荷运动的方向与磁感应强度方向的夹角:①当θ=90°时,v ⊥B ,sin θ=1,F =qvB ,即运动方向与磁场垂直时,洛伦兹力最大。
洛伦兹力ppt课件
(3)设该斜面长度至少为l,则小 滑块离开斜面的临界情况为小 滑块刚滑到斜面底端时.因为 下滑过程中只有重力做功,
由动能定理得
mglsin
α=
12mv
2-
max
0,
所以斜面长至少为
v2
2
l=2gsminax α=2×10×0.5 m
≈1.2 m
对点练习
洛伦兹力的方向
1.带电粒子垂直匀强磁场方向运动时, 会受到洛伦兹力的作用.下
小滑块的初状态
离开斜面时FN=0,洛伦兹 力应垂直斜面向上,从而 可以判断所带电荷的正负
小物块到达斜面底端时 刚好离开斜面
课堂讲义
【例题4】一个质量m=0.1 g的小滑块, 带有q=5×10-4 C的电荷量,放置在倾 角α=30°的光滑斜面上(绝缘),斜面 固定且置于B=0.5 T的匀强磁场中,磁 场方向垂直纸面向里,如图所示,小滑 块由静止开始沿斜面滑下,斜面足够长, 小滑块滑至某一位置时,要离开斜面 (g 取10 m/s2).求: (1)小滑块带何种电荷? (2)小滑块离开斜面时的瞬时速度多大? (3)该斜面长度至少多长?
所以
v
=
max
mgcos qB
α
0.1×10-3×10×23 = 5×10-4×0.5 m/s
≈3.5 m/s
课堂讲义
【例题4】一个质量m=0.1 g的小滑块, 带有q=5×10-4 C的电荷量,放置在倾 角α=30°的光滑斜面上(绝缘),斜面 固定且置于B=0.5 T的匀强磁场中,磁 场方向垂直纸面向里,如图所示,小滑 块由静止开始沿斜面滑下,斜面足够长, 小滑块滑至某一位置时,要离开斜面 (g 取10 m/s2).求: (1)小滑块带何种电荷? (2)小滑块离开斜面时的瞬时速度多大? (3)该斜面长度至少多长?
物理人教版(2019)选择性必修第二册1.3带电粒子在匀强磁场中的运动(共22张ppt)
粒子做圆周运动的半径、周期如何变化?
揭示本质
01 若粒子的速度大小发生变化:
若运动速度变大 圆周运动半径变大 周期不变
若运动速度变小 圆周运动半径变小 周期不变
揭示本质
02 若匀强磁场的磁感应强度大小发生变化:
磁感应强度变大,圆周运动半径变小,周期变小
科学思维
推导:带电粒子垂直于匀强磁场射入,若已知带电 粒子的质量m、电量q和速度v,匀强磁场磁感应强 度B,试推导粒子在匀强磁场中运动的半径r及周 期T
科学思维
圆周运动的半径
qvB m v2 R mv
R
qB
圆周运动的周期
T 2 R T 2 m
v
qB
揭示本质
01
02
01 若粒子的速度大小发生变化: 粒子做圆周运动的半径、周期如何变化?
人教版选择性必修第二册
§1.3 带电粒子在匀强磁场中的运动
复习回顾
洛伦兹力 运动电荷在磁场中受到的力
1、洛伦兹力的方向如何判定?
左手定则
复习回顾
2、洛伦兹力的大小如何计算?
① V∥B 时: ② V⊥B 时: ③V与B夹角为θ 时:
F洛=0 F洛=qVB F洛=qV B sinθ
复习回顾
3.物体做匀速圆周运动的条件:
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励磁线圈
玻璃泡
电子枪
添加标题
请您单击此处输入文本内容,可根据
磁场强弱 需要适当地调整文字的颜色或者大小 选择挡等属性,祝你使用愉快。
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电视显像管的工作原理
电视显像管应用了电子束在磁场中的偏 转原理。电子束射向荧光屏就能发光,一束 电子束只能使荧光屏上的一个点发光,而通 过偏转线圈中磁场的偏转就可以使整个荧光 屏发光。
思考与讨论
如图所示,电视显像管中,要使电子束 从B逐渐向A点扫描,必须加一个怎样变化的 偏转磁场?
荧光屏中点O的下 方,应加一垂直向内 的磁场,且越下方磁 场越强,而在O点的上 方,应加一垂直向外 的磁场,且越上方的 磁场越强。Fra bibliotek课堂练习
5、如图示,一带负电的小滑块从粗糙的斜面 顶端滑至底端时的速率为v;若加一个垂直纸 面向外的匀强磁场,并保证小滑块能滑至底 端,则它滑至底端时的速率将( B )
A、变大
B、变小
C、不变
D、条件不足,无法判断
课堂练习
6、十九世纪二十年代, 以塞贝克(数学家)为 代表的科学家已认识到: 温度差会引起电流, 安 培考虑到地球自转造成了太阳照射后正面与背面 的温度差, 从而提出如下假设: 地球磁场是由绕 地球的环形电流引起的, 则该假设中的电流方向 是( B ) A、由西向东垂直磁子午线 B、由东向西垂直磁子午线 C、由南向北沿磁子午线 D、由赤道向两极沿磁子午线方向
1、大小的不同: 电场力F=qE 洛伦兹力F=qvB
2、方向的不同:电场力方向与电场方向平行 洛伦兹力方向与磁场方向垂直 3、作用关系的不同: 电荷在电场中一定要受到电场力的作用 运动电荷在磁场中不一定要受到洛伦兹力的作用 4、做功的不同: 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
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。
宇宙射线
思考与讨论
复习与思考
1、通电导线在磁场中受到的力,称为安培力 ________。
2、安培力的方向判断用左手定则 ___________。
3、一般情况下安培力的表达式____________。
演 示 C :\ D
演示实验
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。
实验结果: 运动电荷在磁场中受力的作用。
课堂练习
1、试判断下列运动的带电粒子在磁场中所 受洛伦兹力的方向:
课堂练习
2、带电量为+ q的粒子,在匀强磁场中运 动,下面说法正确的是( B ) A 、只要速度大小相同,所受的洛伦兹力就 相同 B 、如果把+ q 改为- q ,且速度反向大小不 变,则所受的洛伦兹力大小、方向均不变 C 、只要带电粒子在磁场中运动,就一定受 洛伦兹力作用 D 、带电粒子受洛伦兹力小,则该磁场的磁 感应强度小
洛伦兹力:运动电荷在磁场中受到 的作用力。
通电导线在磁场中受到的安培力,实际 是洛伦磁力的宏观表现。
洛伦兹力的方向:
左手定则
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;让磁感线从掌 心进入,并使四指指向正电荷运动的方向, 这时拇指所指的方向就是运动的正电荷在磁 场中所受洛伦兹力的方向。
课堂练习
3、电子以初速度v垂直进入磁感应强度为B的
匀强磁场中,则( BD )
A、磁场对电子的作用力始终不变.
B、磁场对电子的作用力始终不做功
C、电子的速度始终不变.
D、电子的动能始终不变
课堂练习
4、一长直螺线管通有交流电,一个电子 以速度v沿着螺线管的轴线射入管内,则电子 在管内的运动情况是:( C ) A、匀加速运动 B、匀减速运动 C、匀速直线运动 D、在螺线管内来回往复运动
由F洛=qvB,可得B=F洛/qv,与电场强度 E=F/q对比,可知磁场与电场有着怎样的不同 之处?
磁场只与运动电荷有关。
静止的电荷和运动的电荷周围都能产 生电场,而磁场只能由运动电荷产生。故 静止的电荷只能受库仑力的作用,而运动 的电荷既受库仑力的作用,还会受到洛伦 兹力的作用。
思考与讨论
你能指出电场和磁场对电荷作用力的不同吗?
V
V F
F
垂直于纸 面向里 垂直于纸 面向里
F
负电荷
洛伦兹力的大小
如图所示,设有一段长度为L,横截面 积为S的导线,导线单位体积内含有的自由 电荷数为n,每个自由电荷的电荷量为q,定 向移动速率为v,将这段通电导线垂直磁场 方向放入磁感应强度为B的磁场中。
洛伦兹力的大小
安培力为F安=BIL 通过导体的电子数:N=nsvt
电流的微观表达式为 I=nqsv
每个电子受的磁场力为F洛 = F安/N
洛仑兹力的大小
(1)当速度方向与磁感应强度方向垂直(v⊥B)
F洛=qvB
(2)当速度方向与磁感应强度方向平行(v∥B)
F洛=0
(3)当速度方向与磁感应强度方向成θ时
F洛=qvBsinθ
磁场对运动电荷的作用
F=qvB
例2: 如图所示,运动电荷电量为q=2×10-8C,电 性图中标明,运动速度v=4×103m/s,匀强磁场磁感 应强度为B=0.5T,求电荷受到的洛仑兹力的大小和方 向
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。
太阳磁暴
判断洛伦兹力的方向
v
结论:洛伦兹力的方向与速度v,磁感 应强度B的方向都垂直。
若为负电荷,应如何判断?
负电荷受力的方向与正电荷受力的方向相反。 所以,四指指向负电荷运动的反方向即可。
课堂练习
1、试判断下列运动的带电粒子在磁场中所 受洛伦兹力的方向:
磁场对运动电荷的作用
F=qvB
例2、试判断下列图中各带电粒子所 受洛仑兹力的方向、或带电粒子的电性、 或带电粒子的运动方向。