高中物理磁场对运动电荷的作用力课件人教版.ppt

五 磁场对运动电荷的作用力 一 磁场对运动电荷存在作用力 玻璃管已经抽成真空 当左右两个电极按图示的极性连接到高压电源时 阴极会发射电子 电子在电场的加速下飞向阳极 挡板上有一个扁平的狭缝 电子飞过挡板后形成一个扁平的电子束 长条形的荧光板在阳极端稍稍倾斜向轴线 电子束掠射到荧光板上 显示出电子束的径迹 1 实验表明 阴极射线管 电子射线管 中的电子束在磁场中发生偏转 磁场对运动电荷确实存在作用力 洛伦兹力 磁场对运动电荷的作用力叫做洛伦兹力 阴极射线在磁场中的偏转 swf 二 洛伦兹力的方向 推理 左手定则判断安培力方向 大量定向移动电荷所受洛伦兹力宏观表现为安培力 因此 可以用左手定则判定洛伦兹力的方向 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 课堂练习 1 判断下列粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向 f垂直纸面向里 f垂直纸面向外 三 探究洛伦兹力的表达式 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 电流强度i 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 四 洛伦兹力的特点 1 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 洛伦兹力对电荷不做功 只改变速度的方向 不改变速度的大小 五 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 练习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 答案 cd 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 3 初速度为v0的电子 沿平行于通电长直导线的方向射出直导线中电流方向与电子的初始运动方向如图所示 则 a 电子将向右偏转 速率不变 b 电子将向左偏转 速率改变 c 电子将向左偏转 速率不变 d 电子将向右偏转 速率改变 答案 a 4 如图所示 一个带正电的粒子沿x轴正向射入匀强磁场中 它所受到的洛伦兹力方向沿y轴正向 则磁场方向 a 一定沿z轴正向 b 一定沿z轴负向 c 一定在xoy平面内 d 一定在xoz平面内 答案 d 速度选择器 3 磁流体发电机 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