鲁科版选修3－1 6.2 磁场对运动电荷的作用 课件（23张）.ppt

6 2磁场对运动电荷的作用 1 磁场对电流有作用力 2 电流由电荷的定向移动形成 复习与回顾 磁场对运动电荷有作用力 真空电子射线管 实验结果 1 在没有外磁场时 电子沿直线前进 表明运动的电荷没有受到力的作用 2 当有外磁场时 电子束运动的轨迹发生弯曲 表明运动电荷受到磁场的作用力 1 定义 磁场对电荷的作用力 一 洛伦兹力的基本概念 2 与安培力的关系 作用在通电导体上的安培力是磁场对运动电荷作用力的宏观表现 洛伦兹力是安培力的微观本质 3 洛伦兹 荷兰物理学家 首先提出运动电荷产生磁场和磁场对运动电荷有作用力的观点 1 洛伦兹力的方向由左手定则来判定 二 洛伦兹力的方向 a 电流方向与运动电荷的方向是两个不同的概念 注意 b 当运动电荷为正电荷时 电流方向与运动电荷的方向相同 为负电荷时则相反 例1 下列各图中带电粒子刚刚进入磁场 试判断这时粒子所受格伦兹力的方向 v f v v 垂直纸面向外 垂直纸面向里 v v f f v f v f 0 f 0 v 3 特点 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 洛伦兹力对带电粒子始终不做功 1 公式推导 f qvb 通电导体的长度 l每个电荷的带电量 q横截面积 s单位体积的电荷数 n定向移动的速率 v 三 洛伦兹力的大小 2 定义 当电荷在垂直于磁场的方向上运动时 磁场对运动电荷的洛伦兹力f等于电荷量q 速率v 磁感应强度b三者的乘积 f qvb 3 定义式 4 注意 f qvb只适用于v b的情况若v与b间的夹角为 则f qvbsin 例2 电子的速率v 3 106m s垂直射入b 0 1t的匀强磁场中 它所受的洛伦兹力为多大 e 1 6 10 19c 解 f bqv 0 1 1 6 10 19 3 106 4 8 10 14n 三 显像管的工作原理 1 基本原理 四 洛伦兹力的作用 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 由于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 比较电场和磁场对电荷的作用力 1 电荷在电场中一定要受到电场力的作用 电荷在磁场中不一定要受到洛伦兹力力的作用 2 电场力的大小f qe 洛伦兹力的大小f qvb 3 电场力方向与电场方向平行 4 洛伦兹力方向与磁场方向垂直 电场力对运动的电荷不一定做功 洛伦兹力对运动的电荷一定不做功 小结 1 定义 磁场对运动电荷的作用力 叫做洛伦兹力 2 方向 由左手定则判断 3 洛伦兹力的大小 1 洛仑兹力f一定和b v决定的平面垂直 2 洛仑兹力只改变速度的方向而不改变其大小 3 洛伦兹力永远不做功 1 当v平行于b时 2 当v垂直于b时 f qvb f 0 4 洛伦兹力的作用 例2 如图 磁场方向 正电荷的运动方向 电荷所受洛伦兹力的方向两两垂直 则正确的是 f v b v b f b f v b f v d 1 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 电子的动量始终不变 d 电子的动能始终不变 2 一束粒子中有带正电的 有带负电的 还有不带电的 要把它们分开 有哪些办法 方法1 加匀强磁场 方法2 加匀强电场 b d 课堂练习 3 如图所示 一个带正电q的小带电体处于垂直纸面向里的匀强磁场中 磁感应强度为b 若小带电体的质量为m 为了使它对水平绝缘面正好无压力 应该 a 使b的数值增大b 使磁场以速率v mg qb向上移动c 使磁场以速率v mg qb向右移动d 使磁场以速率v mg qb向左移动 4两个相同的单摆摆长l 摆球质量为m 带有电荷 q 在垂直于纸面向里的磁感应强度为b的匀强磁场中从相同高度摆下 当其向左 向右通过最低点时 动能是否相同 洛伦兹力是否相同 向心力是否相同 线上拉力大小是否相同 5 如图所