运动电荷在磁场中受到的力ppt课件

3.5磁场对运动电荷的作用力洛仑兹力,1,【思考1】电视机显像管中的电子只是细细的一束，为什么能使整个屏幕发光？【思考2】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？,2,1、判断安培力的方向：,2、安培力大小的一般计算方法：,一、复习,3.思考：电荷的运动产生电流，电流在磁场中受到安培力。运动电荷在磁场中会受到作用力吗？,3,演示实验：运动电荷在磁场中的偏转,阴极射线-高速运动的电子流,运动电荷在磁场中受到的作用力，叫洛伦兹力。,4,一、洛伦兹力的方向：,5,方向判定-左手定则,磁感线垂直穿入手心,四指,大拇指所受洛伦兹力的方向,指向正电荷的运动方向,指向负电荷运动的反向,6,1、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,V,垂直纸面向外,垂直纸面向里,FL=0,FL=0,课堂练习:,7,通电导线在磁场中所受的安培力就是洛伦兹力的宏观表现。安培力：大量运动电荷的在磁场中受到的力洛伦兹力：一个运动电荷在磁场中受到的力,思考与讨论,1.洛伦兹力的大小又与什么因素有关？2.洛伦兹力与安培力有什么关系？,8,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。,二、洛伦兹力的大小,9,安培力为,电流的微观表达式为,导线中自由电子的总个数,每个电子受的磁场力,故可得,I=nqsv,(条件是vB),大小推导,F安=BIL,N=nsL,F洛=F安/N,F洛=qvB,10,三、洛仑兹力的特点,1、洛伦兹力的大小：,（1）vB，F洛=0；（2）vB，F洛=qvB（3）v与B成时，F=qvBsin,v,v,2、洛伦兹力的方向：,F洛B,F洛v,F洛vB平面,11,3、洛伦兹力的效果：洛伦兹力的方向永远与速度垂直，只改变运动电荷速度的方向，不改变运动电荷速度的大小。,12,2、带电量为q的粒子，在匀强磁场中运动，下面说法正确的是（）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,B,课堂练习,13,3、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()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,BD,课堂练习,14,四、应用一-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。,练习：完成课本97页思考与讨论,15,四、应用二-极光,拓展：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。在南北极时，磁场垂直于地面，高能粒子可以进入大气层，撞击高层大气分子使其电离，产生极光。,16,4、假设有一个带正电的宇宙射线粒子垂直于地面向赤道射来，在地球磁场的作用下，它将向方向偏转（填“东”、“南”、“西”或“北”），此过程中粒子的速度将（填“变大”、“变小”或“不变”，粒子所受重力不计）,东,不变,课堂练习,17,5、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