四川省攀枝花市米易中学高中物理《洛伦兹力》课件 新人教版选修31.ppt

磁场对运动电荷的作用 磁场对运动电荷的作用 一 磁电式电表 说明 由于磁场对电流的作用力跟电流成正比 因而安培力的力矩也跟电流成正比 而螺旋形弹簧的扭矩与指针转过的角度成正比 所以磁电式电表的表盘刻度是均匀的 二 电流表的工作原理1 磁电式电表的构造 磁场 螺旋弹簧 线圈 连指针刻度等 2 极靴和铁芯使磁场都沿半径方向辐射型均匀分布的3 电流表的刻度是均匀的磁场对电流的作用力跟电流成正比指针偏转的角度也与电流成正比 可根据指针偏转方向判定电流方向 接通电源后 导线将怎样运动 n s 安培力 磁场对电流的作用力 电流 电荷的定向移动 实验验证 一 运动电荷在磁场中受到的作用力 我们把这个力称为洛伦兹力 安培力是洛伦兹力的宏观表现 洛伦兹力是安培力的微观解释 荷兰物理学家 他是电子论的创始人 相对论中洛伦兹变换的建立者 并因在原子物理中的重要贡献 塞曼效应 获得第二届 1902年 诺贝尔物理学奖 被爱因斯坦称为 我们时代最伟大 最高尚的人 1853 1928 洛伦兹 1 判定安培力方向 2 电流方向和电荷运动方向的关系 3 f安的方向和洛伦兹力方向的关系 4 电荷运动方向 磁场方向 洛伦兹力方向的关系 想一想 伸开左手 使拇指和其余四指垂直 并且都与手掌在同一平面内 让磁感线从掌心进入 并使四指指向正电荷运动的方向 这时拇指所指的方向就是正电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向 二 洛伦兹力方向的判断 左手定则 四指指向负电荷运动的反方向 拇指所指的方向就是负电荷所受洛伦兹力的方向 试判断下图中所示的带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向 f向内 f向外 若有一段长度为l的通电导线 横截面积为s 单位体积中含有的自由电荷数为n 每个自由电荷的电量为q 定向移动的平均速率为v 将这段导线垂直于磁场方向放入磁感应强度为b的匀强磁场中 求每个自由电荷所受的洛伦兹力的大小 i 三 洛伦兹力的大小 这段导体所受的安培力的表达式是什么 电流强度i的微观表达式是什么 这段导体中含有多少自由电荷数 f安 bil i nqsv nls i l s b v q n 每个自由电荷所受的洛伦兹力为多大 i l s b v q n 各量的单位 f n q c v m s b t 1 90 时 f qvb 若 为电荷运动方向与磁场方向的夹角 2 0 或180 时 f 0 v和b在同一直线上 不受洛伦兹力 若此运动电荷进入磁场时 v既不垂直也不平行于b 该电荷受到的洛伦兹力多大 想一想 v vsin b 3 f qvbsin 为电荷运动方向与磁场方向的夹角 若运动的电荷在磁场中仅受洛伦兹力作用 那么洛伦兹力会怎样改变电荷的运动状态呢 想一想 带电粒子在磁场中运动时 洛伦兹力对带电粒子是否做功 想一想 洛伦兹力只改变速度的方向 不改变速度的大小 所以洛伦兹力对电荷不做功 1 一长螺线管通有变化的电流 把一个带电粒子 重力不计 沿管中心轴线射入管中 粒子将在管中 a 做圆周运动b 沿轴线来回运动c 做匀速直线运动d 做匀加速直线运动 c 2 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 极光 1 一带负电的小滑块从光滑的斜面顶端滑至底端时的速率为v 若加一个垂直纸面向外的匀强磁场 则它滑至底端时的速率将 a 变大b 变小c 不变d 条件不足 无法判断 四 巩固练习 c 034 徐州市07 08学年度第一次质量检测2 2 运动电荷在磁场中受到洛伦兹力的作用 运动方向会发生偏转 这一点对地球上的生命来说有十分重要的意义 从太阳和其他星体发射出的高能粒子流 称为宇宙射线 在射向地球时 由于地磁场的存在 改变了带电粒子的运动方向 对地球起到了保护作用 如图所示为地磁场对宇宙射线作用的示意图 现有来自宇宙的一束质子流 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将 a 竖直向下沿直线射向地面b 向东偏转c 向西偏转d 向北偏转 b 006 江苏南通08届第一次调研测试6 6 一带电粒子以垂直于磁场方向的初速度飞入匀强磁场后做圆周运动 磁场方向和运动轨迹如图所示 下列情况可能的是 a 粒子带正电 沿逆时针方向运动b 粒子带正电 沿顺时针方向运动c 粒子带负电 沿逆时针方向运动d 粒子带负电 沿顺时针方向运动 ad 026 07 08学年度徐州市六县一区摸底考试9 9 如图所示 匀强磁场的方向竖直向下 磁场中有光滑的水平桌面 在桌面上平放着内壁光滑 底部有带电小球的试管 在水平拉力f作用下 试管向右匀速运动 带电小球能从试管口处飞出 关于带电小球及其在离开试管前的运动 下列说法中正确的是 a 小球带负电b 小球运动的轨迹是一条抛物线c 洛仑兹力对小球做正功d 维持试管匀速运动的拉力f应逐渐增大 bd gk014 2008年高考广东理科基础17 17 有关洛仑兹力和安培力的描述 正确的是 a 通电直导线处于匀强磁场中一定受到安培力的作用b 安培力是大量运动电荷所受洛仑兹力的宏观表现c 带电粒子在匀强磁场中运动受到洛仑兹力做正功d 通电直导线在磁场中受到的安培力方向与磁场方向平行 b 2 将一半径为r的半圆形光滑绝缘滑轨 固定在垂直向里的匀强磁场b中 一带电量 q 质量