人教版高中物理运动电荷在磁场中受到的力ppt课件.pptx

第三章磁场 第5课时运动电荷在磁场中受到的力 知识回顾 判断下列图中安培力的方向 电流是如何形成的 阴极射线在磁场中的偏转 实验验证 荧光板 电子束 阴极 狭缝 阳极 3 实验验证 1 当电子射线管的周围不存在磁场时 电子的运动轨迹是直线 2 当电子射线管的周围存在磁场时 电子的运动轨迹是曲线 磁场对运动电荷有力的作用 实验结论 4 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 磁场对电流有安培力的作用 而电流是由电荷定向运动形成的 且磁场对运动电荷有洛伦兹力的作用 所以磁场对电流的安培力就是磁场对运动电荷的洛伦兹力的宏观表现 一 洛伦兹力 运动电荷在磁场中受到的作用力叫做洛伦兹力 问题 为什么磁场对通电导线有作用力 新课教学 思考 如果是负电荷 我们应如何判定洛伦兹力的方向 二 洛伦兹力的方向 左手定则 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 新课教学 B B 思维提升 洛伦兹力的方向垂直于v和B组成的平面 甲 乙 例1 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方向 典例分析 垂直于纸面向外 垂直于纸面向外 丙 丁 洛伦兹力能对电荷做功吗 洛伦兹力永不做功 问题思考 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 洛伦兹力大小的推导 新课教学 3 这段导线内的自由电荷数 4 每个电荷所受的洛伦兹力 洛伦兹力大小的推导 新课教学 1 通电导线中的电流 2 通电导线所受的安培力 电荷量为q的粒子以速度v运动时 如果速度方向与磁感应强度方向垂直 那么粒子所受的洛伦兹力为F洛 qvB v垂直B 问题 若带电粒子不垂直射入磁场 电子受到的洛伦兹力又如何呢 为B和v之间的夹角 三 洛伦兹力大小 新课教学 当运动电荷的速度v方向与磁感应强度B方向的夹角为 电荷所受的洛伦兹力大小为 上式中各量的单位 F洛为N q为C v为m s B为T 三 洛伦兹力大小 新课教学 答案 1 qvB垂直v指向左上方 2 qvB垂直纸面向里 3 不受洛伦兹力 4 qvB垂直v指向左上方 例2如图5所示 各图中的匀强磁场的磁感应强度均为B 带电粒子的速率均为v 带电荷量均为q 试求出图中带电粒子所受洛伦兹力的大小 并指出洛伦兹力的方向 图5 速度选择器的工作原理 1 装置及要求如图 两极板间存在匀强电场和匀强磁场 二者方向互相垂直 带电粒子从左侧射入 不计粒子重力 2 带电粒子能够沿直线匀速通过速度选择器的条件是qE qvB 即v 针对训练如图8所示 水平放置的两块带电平行金属板 板间存在着方向竖直向下 场强大小为E的匀强电场和垂直于纸面的匀强磁场 假设电场 磁场只存在于两板间 一个带正电的粒子 以水平速度v0从两极板的左端正中央沿垂直于电场 磁场的方向射入极板间 恰好做匀速直线运动 不计粒子的重力及空气阻力 则A 板间所加的匀强磁场B 方向垂直于纸面向里B 若粒子电荷量加倍 将会向下偏转C 若粒子从极板的右侧射入 一定沿直线运动D 若粒子带负电 其他条件不变 将向上偏转 图8 3 速度选择器的特点 v的大小等于E与B的比值 即v 可知速度选择器只对选择的粒子速度有要求 而对粒子的质量 电荷量大小及带