带电粒子在磁场中的运动.洛伦兹力精要.ppt

洛伦兹力提供向心力 (1)半径： 美丽的极光 美丽的极光 美丽的极光 1、在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一长为L的直导线与磁场方向垂直，当其中通有电流I时，导线受到的安培力为F= BIL 。 磁场对电流一定有力的作用吗？ 2、判断图中通电导线所受安培力的方向 温故知新 3、电流是怎样形成的？电流的方向是怎样规定的？电流的定义式是什么？微观表达式是什么？ I F v v v v 磁场对电流有力的作用 电荷定向移动形成电流 阴极射线管 阴极 阳极 荧光屏 若在阴阳两极间加上一高电压，阴极中的炽热的金属丝发射出的电子束，电子束在掠过荧光屏进将在荧光屏上显示出电子束的运动径迹。 演示实验 实验现象：没有加磁场时，电子束直线前进；加了磁场后，电子束的运动径迹发生偏转。 电子束的运动径迹发生偏转说明了什么？ 结论:磁场对运动电荷有力的作用 一、磁场对运动电荷的作用 物理学中把磁场对运动电荷的作用力叫做洛伦兹力。 从微观角度来讲， 磁场对每个定向运动的电荷都有洛伦兹力的作用 一、磁场对运动电荷的作用 I F v v v v 在宏观上表现为 磁场对电流的安培力的作用 一、磁场对运动电荷的作用 物理学中把磁场对运动电荷的作用力叫做洛伦兹力。 电流在磁场中所受的安培力，实际是大量运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现。 安培力是洛伦兹力的宏观表现 洛伦兹力是安培力的微观本质 二、洛伦兹力的方向 怎样判定洛伦兹力的方向？ 左手定则：伸开左手，拇指与其余四指垂直，且处于同一平面内，让磁感线垂直穿入手心，四指指向正电荷运动的方向（负电荷运动的反方向），那么拇指所指的方向就是电荷所受洛伦玆力的方向。 二、洛伦兹力的方向：用左手定则判定 注意：左手定则中四指方向应与正电荷的移动方向相同，与负电荷的运动方向相反。 通过这两幅三维图，你能总结一下F、B、V三者之间的方向关系？ 当带电粒子的速度与磁场方向平行时，会不会受到洛伦兹力？ F与B、 F与V一定垂直 B与V不一定垂直 练习1、试判断下列各题中带电粒子在磁场中所受洛仑兹力的方向 f q v -q v f 力f 的方向垂直 纸面向外 力f 的方向垂直 纸面向外 q v -q v 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洛伦兹力的方向 × × × × × × × × × + × × × × × × × × × V V + V V V + V FL + V 垂直纸面向外 垂直纸面向里 + V FL FL FL FL=0 FL=0 练习:2 截面A 截面B L 设在一磁感强度为B的匀强磁场中，垂直于磁场方向放入一段通电直导线，导线中电荷的电荷量为q,电荷定向移动的平均速率为v。 三、洛伦兹力的大小 截面A 截面B L 洛伦兹力：F=qvB 这个公式的适用条件是什么？ 讨 论:当带电粒子的速度方向与磁场方向成θ角时，带电粒子受到的洛伦兹力是多大 q v θ F=qvBsinθ 极光：太阳发射出的带电粒子（太阳风），大约四天的时间就会到达地球，但它是不会直接与地球碰触，因为有地球磁场的保护，地球的磁场使这些带电粒子发生偏转，避免了地球上的生命受到带电粒子的辐射。当“太阳风”和地球北极上方的大气相互作用就形成北极光，若出现在南极就称南极光。 ν F 带电粒子（不计重力）在匀强磁场中的运动 ． 分析：带电粒子在磁场中运动时，它所受的洛伦兹力总与速度方向垂直，所以洛伦兹力不改变带电粒子速度的大小，正好起到了向心力的作用。所以沿着与磁场垂直的方向射入磁场的带电粒子，在匀强磁场中做匀速圆周运动。 (2)周期： 带电粒子（不计重力）在匀强磁场中的运动 ①圆心的确定 a、两个速度方向垂直线的交点。（常用在有界磁场的入射与出射方向已知的情况下） V O b、一个速度方向的垂直线和一条弦的中垂线的交点 O 基本思路：圆心一定在与速度方向垂直的直线上，通常有两种方法： ②半径的确定 主要由三角形几何关系求出（一般是三角形的边边关系、边角关系、全等、相似等）。例如：已知出射速度与水平方向夹角θ，磁场宽度为d，则有关系式r=d/sinθ，