高中物理3.5 磁场对运动电荷的作用力课件人教版选修3.ppt

四 磁场对运动电荷的作用 复习 1 磁场对通电导线的作用力的大小和方向 2 电流是如何形成的 3 由上述的两个问题你可以想到什么 磁场对通电导线的安培力可能是作用在大量运动电荷的作用力的宏观表现 也就是说磁场可能对运动电荷有力的作用 电荷的定向移动形成的 大小 f bilsin 方向 左手定则 一 磁场对运动电荷的作用力 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 将蹄形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 运动电荷在磁场中受到的作用力叫做洛伦兹力 安培力是洛伦兹力的宏观表现 二 洛伦兹力的方向 f f 甲 乙 实验模拟分析 左手定则 伸开左手 使大拇指跟其余四个手指垂直且处于同一平面内 把手放入磁场中 让磁感线从掌心进入 四指指向电流方向 那么大拇指所指的方向就是运动电荷所受的洛伦兹力方向 1 对于正电荷四指指向电流方向即指向正电荷的运动方向 2 对于负电荷四指指向电流方向即指向负电荷运动的反方向 洛伦兹力方向判定方法 1 判断下列粒子在磁场中所受洛伦兹力的方向 v v 1 2 3 4 b b b b f f 垂直纸面向里 不受力 课堂训练 v f 2 试判断下列各图带电粒子所受洛仑兹力的方向 或磁场的方向 或粒子运动方向 q v b两两垂直 垂直纸面向外 3 如图表示磁场b的方向 电荷运动v的方向和磁场对运动电荷作用力f方向的相互关系 其中b v f的方向两两相垂直 正确的图是 abd 三 洛伦兹力大小 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 这段通电导线垂直磁场方向放入磁感应强度为b的匀强磁场中 求 1 通电导线中的电流 2 通电导线所受的安培力 3 这段导线内的自由电荷数 4 每个电荷所受的洛伦兹力 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 nsl 导线受安培力为f安 bil bnqsvl 三 洛伦兹力大小 f洛 qvb v b f洛 0 v b 当v与b成一角度 时 f洛 qvbsin 三 洛伦兹力大小 思考与讨论 1 洛伦兹力方向与带电粒子的运动方向有什么关系 洛伦兹力方向与带电粒子运动方向垂直 2 洛伦兹力带电粒子运动的速度有什么影响 只改变粒子速度的方向 不改变粒子速度的大小 3 洛伦兹力对带电粒子做的功是多少 由于洛伦兹力方向始终与带电粒子运动方向垂直 所以洛伦兹力对运动电荷不做功 f vf b 课堂训练 4 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 课堂训练 5 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 f洛 qvb 1 60 10 19 3 106 0 10 4 8 10 14n 解 由题意知v垂直b 由洛伦兹力公式得 小结 1 洛伦兹力 磁场对运动电荷的作用力安培力是洛伦兹力的宏观表现2 洛伦兹力的方向 左手定则f vf b3 洛伦兹力大小 f洛 qvbsin v bf洛 qvbv bf洛 04 特点 洛伦兹力只改变力的方向 不改变力的大小 洛伦兹力对运动电荷不做功 四 电视显像管的工作原理 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 模拟演示 阅读课本 p103 拓展延伸 1 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 2 质量m 0 1 10 3kg的小物块 带有电量为q 5 10 4c的正电荷 放在斜面上 斜面的倾角 30 物块与斜面间的动