4.磁场对运动电荷的作用——洛伦兹力.ppt

在宇宙深处发射的带电粒子为什么只在南北两极形成神秘的极光？思考和讨论，思考和讨论，电视的内部显像管，电子枪射出薄薄的电子束，为什么整个画面会发光？如果在电视机附近放一个强磁铁，电视屏幕为什么会出现颜色失真的现象？3.4磁场对运动电荷的影响洛伦兹力，阴极射线管，阴极之间加上高电压，阴极热丝发出的电子束在荧光屏上刺激荧光。示范实验，实验现象：未添加磁场时电子束直线前进；添加磁场后电子束的运动轨迹弯曲。让我们来了解一下荷兰物理学家和数学家罗伦茨。1853年7月18日出生在亚纳姆。1870年进入雷顿大学学习数学物理，1875年获得了博士学位。从25岁开始，他担任了35年莱顿大学的理论物理教授。洛伦兹是古典电子理论的创始人。他以电子概念为基础，描述物质的电气特性，从电磁学中推断运动电荷受力的作用，即洛伦兹力。洛伦兹将物体的发光解释为原子的内部，电子的振动，并预言光源被放置在磁场中时，原子内电子的振动会发生变化，光线会变宽或分裂。1896年10月，洛伦兹的学生塞曼在强磁场中发现钠光谱的d线明显扩大，即产生塞曼效应，从而证实了洛伦兹的预言。塞曼和洛伦兹共同获得了1902年诺贝尔物理学奖。洛伦兹于1928年2月4日在哈林去世.葬礼那天在荷兰，全国通讯3分钟，电话中断，以表示哀悼。洛伦兹力，1，定义：移动电荷在磁场中受到的作用力，洛伦兹力。2，洛伦兹力的方向：安培力和洛伦兹力，安培F，F内=ilb (b l)，安培方向：左手定律，安培力大小：洛伦兹力F，洛伦兹力方向：洛伦兹力大小：f=qvb(bv)，微，宏，洛伦兹力方向，左伸：自感线垂直佩戴起始心脏，四指，拇指3354接收的洛伦兹力方向也就是说，如果同时翻转电荷的移动方向和磁场的方向，洛伦兹力的方向也会翻转吗？ 结论：洛伦兹力方向在电荷的移动方向和磁场方向同时翻转时保持不变。1，下一个移动的带电粒子想确定在磁场中受到的洛伦兹力的方向，教室练习，2，研究结果洛伦兹力的大小与电荷的移动方向和磁场的方向有关。1，电线在磁场中受到的安培力是洛伦兹力的宏观表示。思考和讨论，磁场对电线产生安培力的作用，当磁场的方向与电流的方向垂直时，安培力的大小为f an=BIL，电流是由电荷的方向运动而形成的。那么磁场是由运动电荷引起的洛伦兹力和安培力之间的关系是什么呢？洛伦兹力的大小与哪些因素有关？如图所示，有一条长度为l、横截面为s的导线，导线单位体积中包含的自由电荷数为n，每个自由电荷的载荷量为q，方向移动速度为v，将这个已过帐导线的垂直磁场方向放入磁感应强度为b的磁场中。，洛伦兹力的大小，安培力的大小，f an=BIL，电流的微表达式为N个自由电子N=nsL，每个电子的磁力为F=F an/N，因此F=evB，I=nesv，(vb，f=qvB，2，洛伦兹力的方向：fb，fv，fVB平面，v变成b和时，f=qv bsin、b、b、v、f、v1、v2、b、b、2。洛伦兹力f和v，b的方向关系，c，长直线螺线管通过交流电，电子沿速度v进入螺线管的轴，电子在()a，均匀加速运动b，均匀减速运动c，均匀直线运动d，螺线管间往复运动，在磁场下这个磁场具有均匀磁场、已知磁感应、强度b、功率q的粒子会做什么动作呢？3，洛伦兹力的作用：只改变移动电荷速度的方向，不改变移动电荷速度的大小。均匀的圆周运动，f，想：洛伦兹力？1.圆周运动的半径R，2。求圆周运动的周期t。答案：因为带电粒子由洛伦兹力进行一定的圆周运动，即获得：所以带电粒子进行圆周运动的周期，2。t与v，r无关，带电粒子在磁场中运动，带电粒子在磁场中运动的过程，想一想：如果带电粒子的速度方向在磁场方向1 (0，90)，那么粒子会做什么动作？如果能分解磁感应强度的垂直方向、等速直线运动、等速圆周运动，那么粒子的实际运动轨迹就是在螺旋、磁感应强度方向上带电粒子在磁场中的运动。摘要：对于带电粒子(不管重力如何)的三个运动，1 .在v/B的情况下，粒子不通过洛伦兹力作用，而是作为均匀的直线运动。2 .在vb的情况下，带电粒子在垂直于磁电感的平面上以入射速度v进行恒定圆周运动，该运动所需的向心力全部由洛伦兹力提供。3 .v为b和1角(0，90)时，粒子的轨迹为螺旋(相应的轨迹图):粒子的垂直磁场方向为均匀圆周运动，平行磁场方向为均匀运动，1 .如果为v/B，则粒子不会受洛伦兹力作用，而是作为均匀的直线运动。2 .在vb的情况下，填充粒子在垂直于磁线的平面上以入射速度v进行等速圆周运动，该运动所需的向心力全部由洛伦兹力提供，3。当v分别为b和1(0，90)时，粒子的移动轨迹为螺旋(其轨迹图):粒子的垂直磁场方向为匀速圆周运动，平行磁场方向为匀速运动，3 .洛伦兹力和电场力的比较，电视显像管的工作原理，3。洛伦兹力和电场力的比较电子束照射荧光屏，电子束只照亮荧光屏上的一点，而偏转线圈的磁场偏转使整个荧光屏发光。如图所示思考和讨论。在电视显像管中，要使电子束从b点逐步扫描到a点，需要添加怎样变化的偏转磁场？在荧光屏中间点o的下方，需要添加垂直内部磁场，在较强的下方添加磁场，在o点上方，在较高的磁场外部添加垂直磁场。电视显像管的扫描在电视显像管的偏转区域中，水平方向和垂直方向强弱以及方向都有变化的偏转磁场，因此电子枪发射的电子束在荧光屏的发光点继续移动，扫描图像，从a开始到b逐行进行，每秒进行50次扫描，结果发现荧光幕都在发光。太阳磁暴、地磁场的磁层分布、太阳或其他恒星发出的许多高能粒子流，称为宇宙射线。这些高能粒子的流动都到了地球，会伤害地球上的生物。但是由于地球周围存在磁场，洛伦兹力的作用改变了在宇宙射线下带电粒子的运动方向，对宇宙射线产生了一定的阻挡效果。宇宙飞船，2，功率为q的粒子，在均匀强的磁场中运动()a，只要速度大小相同，就将相同的洛伦兹力b，q更改为-q，速度反转大小恒定，洛伦兹力的大小，方向为c，带电粒子每次在磁场中运动，洛伦兹力作用，带电粒子如果被洛伦兹力小，磁场的磁感应强度就小，b，b，磁场对电子的力保持不变c，电子的速度保持不变。d，电子的动能不变。BD，课程练习，4，如图所示，带负电的小滑块从粗糙的坡度滑向地面时的速度为v。如果添加垂直纸向外的均匀磁场，并允许滑块向下滑动(a，b，c，d，d，条件不足，无法判断)，b，教室练习，5，19世纪20年代，代表塞贝克(数学家)的科学家表示，的温差会产生电流从东到西垂直磁子午线c，从南到北磁子午线d，从赤道到两极的磁子午线方向，B，教室练习，思考和讨论，F-o=qvB，B=F/qv，电场强度E=F/q，你能看出磁场和电场有什么不同吗？ 磁场只与运动电荷相关。静止电荷和移动电荷周围可以产生电场，磁场只能由移动电荷产生。因此，静态电荷只受冷力的作用，而运动电荷既受冷力的作用，又受洛伦