《磁场对运动电荷的作用》教学课件

1、美丽的极光只出现在地球的两极美丽的极光只出现在地球的两极富阳市第二中学富阳市第二中学 方明霞方明霞磁场对磁场对运动运动电荷的作用电荷的作用力力洛伦兹力：洛伦兹力：演示：阴极射线在磁场中的偏转磁场对运动电荷可能有力的作用磁场对运动电荷可能有力的作用原本射向地球(富阳)的高能带电粒子在地磁场的作用下为什么会改变运动方向?洛伦兹（洛伦兹（1853192818531928） 洛伦兹是荷兰物洛伦兹是荷兰物理学家、数学家，理学家、数学家，18531853年年7 7月月1818日生于阿日生于阿纳姆。洛伦兹创立了纳姆。洛伦兹创立了经典电子论，提出了经典电子论，提出了洛伦兹变换公式，洛伦兹变换公式，190219

2、02年与其学生塞曼年与其学生塞曼共同获得诺贝尔物理共同获得诺贝尔物理学奖。为纪念洛伦兹学奖。为纪念洛伦兹的卓著功勋，荷兰政的卓著功勋，荷兰政府决定从府决定从19451945年起，年起，把他的生日定为把他的生日定为“洛洛伦兹节伦兹节”。二、探究洛伦兹力的方向：二、探究洛伦兹力的方向： 实验验证：实验验证：(用阴极射线管用阴极射线管)安培力是磁场对电流的作用力，用安培力是磁场对电流的作用力，用左手左手定则判断方向定则判断方向洛伦兹力是磁场对运动电荷的作用力洛伦兹力是磁场对运动电荷的作用力电流是电荷的定向移动形成的电流是电荷的定向移动形成的理论基础理论基础: :猜想：猜想：洛伦兹力的方向可能可以用左

3、手定则判定洛伦兹力的方向可能可以用左手定则判定洛伦兹力的方向可以用左手定则判定洛伦兹力的方向可以用左手定则判定 二、洛伦兹力的方向左手定则二、洛伦兹力的方向左手定则v1 1、伸开左手，使大拇指和其余四、伸开左手，使大拇指和其余四指垂直且处于同一平面内，把手放指垂直且处于同一平面内，把手放入磁场中，让磁感线穿过手心，入磁场中，让磁感线穿过手心，四四指指向正电荷运动的方向指指向正电荷运动的方向，那么拇，那么拇指所指的方向就是正电荷所受洛伦指所指的方向就是正电荷所受洛伦兹力的方向兹力的方向 vFF四指指向负电荷运动的反方向四指指向负电荷运动的反方向课堂练习课堂练习: :判断下列粒子刚进入磁场时所受的

4、洛伦兹力的判断下列粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向方向. .FF-qv甲甲-qv丙丙+qv乙乙+qv丁丁F F垂直纸面向里垂直纸面向里F F垂直纸面向外垂直纸面向外三、探究洛伦兹力的表达式：三、探究洛伦兹力的表达式： 有一段横截面积为有一段横截面积为S S的直导线，单位体积内的自的直导线，单位体积内的自由电荷数为由电荷数为n n，每个自由电荷的电荷量为，每个自由电荷的电荷量为q q，定向移动，定向移动的速率为的速率为v v。这段通电导线垂直磁场方向放入磁感应。这段通电导线垂直磁场方向放入磁感应强度为强度为B B的匀强磁场中的匀强磁场中 求：求：（1）这段导线内的自由电荷数）这段导线内的自由

5、电荷数（2）电流强度）电流强度I（3）这段通电导线所受的安培力）这段通电导线所受的安培力（4）每个电荷所受的洛伦兹力）每个电荷所受的洛伦兹力3.3.若带电粒子以某一角度若带电粒子以某一角度射入射入: :VB B2.2.若带电粒子平行磁场射入若带电粒子平行磁场射入 : :F=01 .洛伦兹力洛伦兹力：qvBF Bv qvBF2.2.大小关系：大小关系：F F安安NFNF洛洛（N N是导体中运动的电是导体中运动的电荷数）荷数）3.3.方向关系：方向关系：F F安安与与F F洛洛方向相同方向相同4.F4.F安安与与F F洛洛本质都是磁场对运动电荷的作用力本质都是磁场对运动电荷的作用力洛伦兹力与安培力

6、的关系：洛伦兹力与安培力的关系：安培力是洛伦兹力的宏观表现，洛伦兹力是安培力是洛伦兹力的宏观表现，洛伦兹力是安培力微观表现。安培力微观表现。 qvBF qvBF 从太阳或其他星体上放射出的宇宙射线中含有从太阳或其他星体上放射出的宇宙射线中含有高能带电粒子，若到达地球，对地球上的生命将带高能带电粒子，若到达地球，对地球上的生命将带来危害来危害 地磁场对直射地球的宇地磁场对直射地球的宇宙射线的阻挡作用在宙射线的阻挡作用在赤道附赤道附近最强，两极地区最弱近最强，两极地区最弱四、应用：四、应用：1、地磁场对宇宙射线的阻挡作用：、地磁场对宇宙射线的阻挡作用：思考：你能解释为什么极光思考：你能解释为什么极

7、光只在两极出现吗？只在两极出现吗？(1)若要使电子束在水平方向偏离中心，打在荧光若要使电子束在水平方向偏离中心，打在荧光屏上的点，偏转磁场应该沿什么方向？屏上的点，偏转磁场应该沿什么方向？(2)若要使电子束打在点，磁场应该沿什么方向？(3)若要使电子束打在荧光屏上的位置由逐渐向点移动，偏转磁场应该怎样变化？2、电视显像管的工作原理、电视显像管的工作原理主要构造主要构造: :电子枪（阴极）、电子枪（阴极）、偏转线圈、荧光偏转线圈、荧光屏等屏等2、电视显像管的工作原理、电视显像管的工作原理一一、洛伦兹力的方向：左手定则、洛伦兹力的方向：左手定则洛伦兹力永远垂直于洛伦兹力永远垂直于v v和和B B组成的平面。组成的平面。二二、洛伦兹力大小：洛