《磁场对运动电荷的作用力》精品课件.ppt

3.5 磁场对运动电荷的作用力 运动电荷在磁场中会受到作用力吗？ 二、探究洛伦兹力的方向： 例题： 质量m=0.1×10-3kg的小物块，带有电量为 q=5×10-4C的正电荷，放在斜面上，斜面的倾角α=30°，物块与斜面间的动摩擦因数μ=0.4。设整个斜面放在匀强磁场中，B=0.5T，方向如图，若斜面足够长，问： （1）物块下滑时，能达到的最大速率为多少？ （2）如果将磁场反向，其他条件不变，物块下滑时将发生什么情况？ 五 电视显像管的工作原理 【思考与讨论】 1．若要使电子束在水平方向偏离中心，打在荧光屏上的Ａ点，偏转磁场应该沿什么方向？ 原理： 应用电子束磁偏转的道理 祝同学们学习愉快！ 再见！ * * 物理新人教版选修3-1 【思考 】电视机显像管 中的电子只是细细的一 束，为什么能使整个屏 幕发光？ 【思考 】从宇宙深处射来的带电粒子为什么只在地球的两极引起极光？ 1、判断安培力的方向： I I 2、安培力大小的一般计算方法： F F 一、复习 思考： 1、磁场对电流有力的作用， 2、电流是由电荷的定向形成的，由此我们是否可以设想这个力其实是作用在电荷上的？ I 推理与猜想 洛伦兹（1853—1928） 洛伦兹是荷兰物理学家、数学家，1853年7月18日生于阿纳姆。洛伦兹创立了经典电子论，提出了洛伦兹变换公式，1902年与其学生塞曼共同获得诺贝尔物理学奖。为纪念洛伦兹的卓著功勋，荷兰政府决定从1945年起，把他的生日定为“洛伦兹节”。 演示：阴极射线在磁场中的偏转 1、没有磁场时，接通高压电源可以观察到什么现象。 2、光束实质上是什么？ 3、若在电子束的路径上加磁场，可以观察到什么现象？ 4、改变磁场的方向，通过观查从而判断运动的电子在各个方向磁场中的受力方向。 【实验现象 】 在没有外磁场时，电子束沿直线运动，将磁铁靠近阴极射线管，发现电子束运动轨迹发生了弯曲。 【实验结论 】 磁场对运动电荷有力的作用。 磁场对运动电荷的作用力叫做 洛伦兹力 安培力是磁场对电流的作用力 电流是电荷的定向移动形成的 洛伦兹力是磁场对运动电荷的作用力 磁场对电流的作用力实质是磁场对运 动电荷的作用力 洛伦兹力的方向可以用 左手定则判定 实验验证： 理论推导: 猜想： 猜想正确 洛伦兹力的方向----左手定则 v v 1、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。 2、若四指指向负电荷运动的反方 向，那么拇指所指的方向就是负电 荷所受洛伦兹力的方向。 f f v v B v f f 垂直纸面向外 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 1、可见：以相同速度进入同一磁场的正负电荷受到的洛伦兹力方向相反。 2、安培力方向由左手定则判断。我们知道安培力的方向既垂直于磁场方向，又垂直于电流方向，同样也用左手定则判断洛伦兹力f的方向也既垂直于磁场B的方向又垂直于电荷运动速度v的方向 练一练： 练一练： 试判断各图中带电粒子受洛伦兹力的方向，或带电粒子的电性、或带点粒子的运动方向。 v f f v v 洛伦兹力方向 垂直纸面向里 洛伦兹力方向 垂直纸面向外 v 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情况如何？ v0 1、当带电粒子的运动方向与磁场方向平行时，洛伦兹力最小-----f=0。 想一想：如果带电粒子射入匀强磁场时（不计粒子重力）,初速度vo跟磁感强度B的方向平行,粒子将做什么运动？ 以初速度v0做匀速直线运动 三、洛伦兹力的大小 类比：我们知道：当电流方向跟磁场方向平行时安培力等于0 。 2、当带电粒子的运动方向与磁场方向垂直时，洛伦兹力f最大； v q B 实验表明：磁场越强（磁感强度越大）、电荷量越大、运动速度越快，电荷受到的洛伦兹力越大； 三、洛伦兹力的大小 可见:当电荷运动方向跟磁场方向垂直时洛伦兹力的大小跟三个因素相关：磁感应强度B 电荷量q 电荷运动快慢 v 总结：洛仑兹力：f=qVB (V垂直B） V ［想一想］若此电子不垂直射入磁场， 电子受到的洛伦兹力又如何呢 ？ B1 B2 四、探究洛伦兹力的表达式： 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）电流强度I。