云南省峨山彝族自治县高中物理 第三章 磁场 3.5 磁场对运动电荷的作用洛伦兹力课件 新人教版选修31.ppt

第五节磁场对运动电荷的作用力 洛仑兹力 nf洛 一 洛伦兹力 1 运动电荷在磁场中受到的作用力叫做洛伦兹力 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本质 二 洛伦兹力的方向 左手定则 让磁感线垂直穿入手心 四指指向正电荷运动的方向那么拇指所指的方向就是正电荷所受洛伦兹力的方向 负电荷运动的反方向 负电荷 左手定则 垂直于纸面向外 垂直于纸面向外 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 训练加固 小结 v b时 不受洛伦兹力 导线中的电流导线所受的安培力导线内的自由电荷数每个电荷所受的洛伦兹力 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 垂直磁场方向放入磁感应强度为b的匀强磁场中 通入电流i 求每个运动电荷受到的洛伦兹力 三 洛伦兹力大小 f安 nf洛 为b和v之间的夹角 洛伦兹力的方向既垂直于磁场 又垂直于速度 即垂直于v和b所组成的平面 2 洛伦兹力只改变速度的方向 不改变速度的大小 3 洛伦兹力对电荷不做功 假设匀强磁场足够大 画出每个粒子的运动轨迹 例2 运动电荷进入匀强磁场后 无其他力作用 可能做 a 匀速圆周运动b 匀速直线运动c 匀加速直线运动d 平抛运动 例3 运动电荷进入匀强电场后 无其他力作用 可能做 a 匀速圆周运动b 匀速直线运动c 匀加速直线运动d 平抛运动 ab cd f洛 qvb 1 60 10 19 3 106 0 10n 4 8 10 14n 电子的速率v 3 106m s 垂直射入b 0 10t的匀强磁场中 它受到的洛伦兹力是多大 课堂练习 解 因为v垂直b 所以所受洛伦兹力大小 当一带正电q的粒子以速度v沿螺线管中轴线进入该通电螺线管 若不计重力 则 a 带电粒子速度大小改变b 带电粒子速度方向改变c 带电粒子速度大小不变d 带电粒子速度方向不变 cd 课堂练习 电荷量为 q的粒子在匀强磁场中运动 下列说法正确的是 a 只要速度大小相同 所受洛伦兹力就相同b 如果把 q改为 q 且速度反向 大小不变 则洛伦兹力的大小方向不变c 洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直 磁场方向一定与电荷运动方向垂直d 粒子的速度一定变化 b 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 a 竖直向下沿直线射向地面b 相对于预定地面向东偏转c 相对于预定点稍向西偏转d 相对于预定点稍向北偏转 b 课堂练习 课堂练习 半球形光滑绝缘槽处于磁感应强度为b的匀强磁场中 若将一带正电 电量为q 质量为m的小球从绝缘槽的右侧最高点由静止释放 求小球释放后将怎样运动 电荷在电场中一定受到电场力的作用 与其运动状态无关 而电荷在磁场中不一定受到磁场力作用 只有相对于磁场运动且运动方向与磁场方向不平行的电荷才受磁场力作用 2 大小 f电 eq f洛 bqvsin 3 电荷所受电场力方向总是平行于电场线的切线方向 而电荷所受磁场力的方向总是既垂直于磁场方向 又垂直于运动方向 4 电场力要对运动电荷做功 电荷在等势面上运动除外 而电荷在磁场中运动时 磁场力一定不会对电荷做功 课堂练习 在图所示的平行板之间 电场强度e和磁感应强度b相互垂直 具有不同水平速度的带电粒子射入后发生偏转的情况不同 这种装置能把具有某一特定速度的粒子选择出来 所以叫做速度选择器 若带正电粒子入射速度 则下列说法正确的是 a 粒子动能一定增加 电场力做正功 b 粒子所受洛伦兹力一定增大 洛伦兹力做正功 c 粒子动能一定减少 洛伦兹力不做功 d 电场力不做功 洛伦兹力做正功 b e q a 课堂练习 b 半导体靠自由电子 带负电 和空穴 相当于带正电 导电 分为p型半导体靠自由电子 带负电 和空穴 相当于带正电 导电 分为p型和n型两种 p型中空穴为多数载流子 n型中自由电子为多数载流子 用以下实验可以判定一块半导体材料是p型还是n型 将材料放在匀强磁场中 通以图示方向的电流i 用电压表判定上下两个表面的电势高低 从而判定判定一块半导体材料是p型还是n型 试分析原因 i 若上极板电势高 就是p型半导体 若下极板电势高 就是n型半导体 课堂练习 若有一电子束以垂直于纸面向里的速度从o点射入 则电子的运动轨迹 绕有绝缘的通电导线的铁环 电流方向如图所示 向右偏转 向左偏转 向下偏转 向上偏转 主要构造 电子枪 阴极 偏转线圈 荧光屏等 四 电视显像管的工作原理 1 若要使电子束在水平方向偏离中心 打在荧光屏上的a点 偏转磁场应该沿什么方向 2 若要使电子束打在 点 磁场应该沿什么方向 3 若要使电