运动电荷在磁场中受到的力ppt课件

1,从宇宙深处射来的带电粒子为什么只在南北两极形成神秘莫测的极光？,2,3.5运动电荷在磁场中受到的力,3,阴极射线管,若在阴阳两极间加上一高电压，阴极中的炽热的金属丝发射出的电子束，将在荧光屏上激发出荧光。,实验现象：没有加磁场时，电子束直线前进；,演示实验,4,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。,5,了解洛伦兹,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”。,6,洛伦兹力(Lorentzforce),运动电荷在磁场中受到的力，叫洛伦兹力。,没有阴极射线管，方向如何判断？大小又如何计算？,7,1、安培力的定义：,磁场对通电导线的作用力,方向：,左手定则,大小：,F=BIL（BI）,2、安培力的微观解释：,8,1).F安和F洛本质是磁场对运动电荷的作用力,2).安培力是洛伦兹力的宏观表现，洛伦兹力是安培力的微观表现,3).方向关系：,4).大小关系：,1.洛伦兹力与安培力的关系,F安NF洛,左手定则,（N是导体中运动的电荷数）,9,洛伦兹力(Lorentzforce),运动电荷在磁场中受到的作用力，叫洛伦兹力。,即：F洛Bv平面,伸开左手：,磁感线垂直穿入手心,四指,大拇指所受洛伦兹力的方向,指向负电荷运动的反向,10,2、洛伦兹力的方向,伸开左手：,磁感线垂直穿入手心,四指,大拇指所受洛伦兹力的方向,指向负电荷运动的反向,指向正电荷的运动方向,洛伦兹力的方向遵循左手定则,等效电流的方向,11,垂直纸面向外,试判断带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向,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。,.洛伦兹力的方向也既垂直于磁场B的方向又垂直于电荷运动速度v的方向,课堂练习,12,试判断各图中带电粒子受洛伦兹力的方向,或带电粒子的电性、或带点粒子的运动方向,洛伦兹力方向垂直纸面向里,课堂练习,13,如图，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。,3.洛伦兹力的大小,安培力为,电流的微观表达式为,设导线中共有N个自由电子,每个电子受的磁场力为,故可得,I=nqsv,(条件是vB),N=nsL,F洛=F安/N,F洛=qvB,F安=BIL,vB，,F洛=0；,v,v,F洛=qvBsin,14,洛仑兹力,1、洛伦兹力的大小：,2、洛伦兹力的方向：,F洛B,F洛v,F洛vB平面,3、洛伦兹力的效果：只改变运动电荷速度的方向，不改变运动电荷速度的大小。,F洛=qvBsin,v,v,-v与B成的夹角,=0时，,=90o时，,vB,F洛=qvB,vB，,F洛=0；,左手定则,15,这美丽的景色是太阳与大气层合作表演出来的作品。在太阳创造的诸如光和热等形式的能量中，有一种能量被称为“太阳风”。太阳风是太阳喷射出的带电粒子，是一束可以覆盖地球的强大的带电亚原子颗粒流。太阳风在地球上空环绕地球流动，以大约每秒400公里的速度撞击地球磁场。,16,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。,17,这美丽的景色是太阳与大气层合作表演出来的作品。在太阳创造的诸如光和热等形式的能量中，有一种能量被称为“太阳风”。太阳风是太阳喷射出的带电粒子，是一束可以覆盖地球的强大的带电亚原子颗粒流。太阳风在地球上空环绕地球流动，以大约每秒400公里的速度撞击地球磁场。地球磁场形如漏斗，尖端对着地球的南北两个磁极，因此太阳发出的带电粒子沿着地磁场这个“漏斗”沉降，进入地球的两极地区。两极的高层大气，受到太阳风的轰击后会发出光芒，形成极光。在南极地区形成的叫南极光。在北极地区形成的叫北极光。,18,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。,19,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。,20,1、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。,21,太阳磁暴,地磁场的磁层分布图,22,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。,23,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,电场力F=qE,洛伦兹力F=qvB,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,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,思考与讨论,你能指出电场和磁场对电荷作用力的不同吗？,1、大小的不同：,2、方向的不同：,3、作用关系的不同：,4、做功的不同：,24,25,1、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,26,思考与讨论,电视