《陜西省藍田縣高中物理 第三章 磁場 3.5 運動電荷在磁場中受到的力課件3 新人教版選修3-1.ppt》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《陜西省藍田縣高中物理 第三章 磁場 3.5 運動電荷在磁場中受到的力課件3 新人教版選修3-1.ppt(25頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、5.磁場對運動電荷的作用,1、判斷安培力的方向:,2、安培力大小的一般計算方法:,一、復習,思考:,1、磁場對電流有力的作用, 2、電流是由電荷的定向移動形成的, 由此我們是否可以設想這個力其實是作用在電荷上的?,運動電荷在磁場中會受到作用力嗎?,,推理與猜想,,洛倫茲(18531928),洛倫茲是荷蘭物理學家、數(shù)學家,1853年7月18日生于阿納姆。洛倫茲創(chuàng)立了經(jīng)典電子論,提出了洛倫茲變換公式,1902年與其學生塞曼共同獲得諾貝爾物理學獎。為紀念洛倫茲的卓著功勛,荷蘭政府決定從1945年起,把他的生日定為“洛倫茲節(jié)”。,演示:陰極射線在磁場中的偏轉(zhuǎn),1、沒有磁場時,接通高壓電源可以觀察到什么
2、現(xiàn)象。 2、若在電子束的路徑上加磁場,可以觀察到什么現(xiàn)象? 3、改變磁場的方向,通過觀查從而判斷運動的電子在各個方向磁場中的受力方向。,【實驗現(xiàn)象 】 在沒有外磁場時,電子束沿直線運動,將磁鐵靠近陰極射線管,發(fā)現(xiàn)電子束運動軌跡發(fā)生了彎曲。 【實驗結(jié)論 】 磁場對運動電荷有力的作用。,磁場對運動電荷的作用力叫做,洛倫茲力,二、探究洛倫茲力的方向:,,安培力是磁場對電流的作用力,電流是電荷的定向移動形成的,洛倫茲力是磁場對運動電荷的作用力,磁場對運動電荷的作用力,洛倫茲力的方向可以用:左手定則判定,實驗驗證:,理論推導:,猜想:磁場對電流的作用力實質(zhì)是:,猜想正確,洛倫茲力的方向----左手定則,
3、1、伸開左手,使大拇指和其余四 指垂直且處于同一平面內(nèi),把手放 入磁場中,讓磁感線垂直穿過手心, 若四指指向正電荷運動的方向,那 么拇指所指的方向就是正電荷所受 洛倫茲力的方向。,2、若四指指向負電荷運動的反方 向,那么拇指所指的方向就是負電 荷所受洛倫茲力的方向。,垂直紙面向外,試判斷下圖中的帶電粒子剛進入磁場時所受的洛倫茲力的方向,1、可見:以相同速度進入同一磁場的正負電荷受到的洛倫茲力方向相反。,2、安培力方向由左手定則判斷。我們知道安培力的方向既垂直于磁場方向,又垂直于電流方向,同樣也用左手定則判斷洛倫茲力f的方向也既垂直于磁場B的方向又垂直于電荷運動速度v的方向,練一練:,練一練:,
4、試判斷各圖中帶電粒子受洛倫茲力的方向,或帶電粒子的電性、或帶電粒子的運動方向。,洛倫茲力方向 垂直紙面向里,洛倫茲力方向 垂直紙面向外,,試判斷下圖中的帶電粒子剛進入磁場時所受的洛倫茲力的情況如何?,1、當帶電粒子的運動方向與磁場方向平行時,洛倫茲力最小-----f=0。,想一想:如果帶電粒子射入勻強磁場時(不計粒子重力),初速度vo跟磁感強度B的方向平行,粒子將做什么運動?,以初速度v0做勻速直線運動,三、洛倫茲力的大小,類比:我們知道:當電流方向跟磁場方向平行時安培力等于0 。,,實驗表明:磁場越強(磁感強度越大)、電荷量越大、運動速度越快,電荷受到的洛倫茲力越大;,三、洛倫茲力的大小,可
5、見:當電荷運動方向跟磁場方向垂直時洛倫茲力的大小跟三個因素相關:磁感應強度B 電荷量q 電荷運動快慢 v,總結(jié):洛侖茲力:f=qVB (V垂直B),,四、探究洛倫茲力的表達式:,設有一段長為L,橫截面積為S的直導線,單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n,每個自由電荷的電荷量為q,自由電荷定向移動的速率為v。這段通電導線垂直磁場方向放入磁感應強度為B的勻強磁場中,求 (1)電流強度I。 (2)通電導線所受的安培力。 (3)這段導線內(nèi)的自由電荷數(shù)。 (4)每個電荷所受的洛倫茲力。,(適用條件:速度方向與磁場方向垂直),I=Q/t=nqsv,F安ILB(nqsv)LB,總電荷數(shù):nsL,F
6、洛VB,想一想若此電子不垂直射入磁場, 電子受到的洛倫茲力又如何呢 ?,安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn),洛倫茲力是安培力微觀表現(xiàn)。,2.大小關系:F安NF洛(N是導體中運動的電荷數(shù)),3.方向關系:F安與F洛方向相同,4.F安與F洛本質(zhì)都是磁場對運動電荷的作用力,洛倫茲力與安培力的關系:,1、當一帶正電q的粒子以速度v沿螺線管中軸線進入該通電螺線管,若不計重力,則 A帶電粒子速度大小改變; B帶電粒子速度方向改變; C帶電粒子速度大小不變; D帶電粒子速度方向不變。,,CD,練一練:,2、擺長為L的單擺在勻強磁場中擺動,擺動中擺線始終繃緊,若擺球帶正電,電量為q,質(zhì)量為m,磁感應強度為B,
7、當小球從最高處擺到最低處,擺線上拉力T多大?,解析:,擺球在運動中洛倫茲力不做功,由動能定理得:,擺球在最低點時的速度方向不同,洛倫茲力方向不同,繩受到的拉力大小不同,當擺球向右擺時,,2。當擺球向左擺時,,例題:,質(zhì)量m=0.110-3kg的小物塊,帶有電量為 q=510-4C的正電荷,放在斜面上,斜面的傾角=30,物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)=0.4。設整個斜面放在勻強磁場中,B=0.5T,方向如圖,若斜面足夠長,問: (1)物塊下滑時,能達到的最大速率為多少? (2)如果將磁場反向,其他條件不變,物塊下滑時將發(fā)生什么情況?,,,五 電視顯像管的工作原理,主要構(gòu)造:,電子槍(陰極)、偏轉(zhuǎn)線圈、熒光屏等,【思考與討論】,1若要使電子束在水平方向偏離中心,打在熒光屏上的點,偏轉(zhuǎn)磁場應該沿什么方向?,五 電視顯像管的工作原理,2若要使電子束打在點,磁場應該沿什么方向?,3若要使電子束打在熒光屏上的位置由逐漸向點移動,偏轉(zhuǎn)磁場應該怎樣變化?,原理:,應用電子束磁偏轉(zhuǎn)的道理,五 、 電視顯像管的工作原理,例題:某帶電粒子的電量為q=10-14C,以速率v=106m/s射入B=10-2T的勻強磁場中,求它受到的洛倫茲力F多大?,,,,,V,V,,