磁场对运动电荷的作用力PPT课件.ppt

3 5磁场对运动电荷的作用力 1 1 判断安培力的方向 2 安培力大小的计算方法 复习 大小 F ILB 2 思考 1 磁场对电流有力的作用 2 电流是由电荷的定向形成的 由此我们是否可以设想这个力其实是作用在电荷上的 3 思考 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 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 4 演示 阴极射线在磁场中的偏转 电子射线管的原理 从阴极发射出来电子 在阴阳两极间的高压作用下 使电子加速 形成电子束 轰击到长条形的荧光屏上激发出荧光 可以显示电子束的运动轨迹 实验现象 在没有外磁场时 电子束沿直线运动 将磁铁靠近阴极射线管 发现电子束运动轨迹发生了弯曲 结论 磁场对运动电荷有作用力 5 一 洛仑兹力的方向和大小 1 定义 运动电荷在磁场中所受的力称为洛仑兹力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 6 2 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 让磁感线垂直穿过手心 若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 若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 7 练习1 试判断下列各种情况带电粒子的受力情况 垂直纸面向内 8 洛伦兹力的方向垂直于v和B二者所决定的平面 特点 F vF B但B和v不一定垂直 9 练习2 赤道上一质子竖直向下运动 判断它所受的洛伦兹力的方向 向东 10 推导 有一段通电导体 横截面积为S 单位体积中含有的自由电荷数目为n 每个自由电荷的电荷量为q 定向移动的速率为V 则 1 算出电流I与q的关系 2 写出这段长为vt导线受安培力F安 3 求出每个粒子所受的力F 3 洛仑兹力的大小 11 导线中的电流强度I 导线中的电荷的总个数为N 每个电荷受力为 nqSv nSvt 导线受安培力为F安 ILB nqSvvtB B I 3 洛仑兹力的大小 B v 12 试判断下图中的带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的情况如何 1 当带电粒子的运动方向与磁场方向平行时 洛伦兹力最小 F 0 3 洛伦兹力的大小 类比 我们知道 当电流方向跟磁场方向平行时安培力等于0 13 2019 12 29 14 3 洛伦兹力的大小 总结 洛仑兹力 F qVB V垂直B 15 想一想 若此电子不垂直射入磁场 电子受到的洛伦兹力又如何呢 16 洛伦兹力的作用之一 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 如果都到达地球 将对地球上的生物带来危害 庆幸的是 地球周围存在地磁场 改变了宇宙射线中带电粒子的运动方向 对宇宙射线起了一定的阻挡作用 17 F 垂直纸面向外 垂直纸面向内 洛伦兹力总是跟运动的电荷的速度方向垂直 所以洛伦兹力只能改变运动电荷的速度方向 而不改变速度的大小 使带电粒子做匀速圆周运动 即 洛伦兹力对带电粒子始终不做功 18 19 例3 F 20 二 电视显像管的工作原理 21 22 作业1 v F v 垂直纸面向内 垂直纸面向内 垂直