2高二物理磁场对运动电荷的作用2.ppt

4两个相同的单摆摆长L，摆球质量为m，带有电荷＋q，在垂直于纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场中从相同高度摆下，当其向左、向右通过最低点时，动能是否相同，洛伦兹力是否相同，向心力是否相同，线上拉力大小是否相同？ 极光现象 极 光 复习： 磁场对电流有力的作用 B/ B// θ I B 如图：匀强磁场中，通电导线受到的磁场力大小为： 接通电源后，导线将怎样运动? N S 电流由电荷的定向移动形成 我们已经知道磁场对电流有力的作用，那么磁场对电荷有力的作用吗？ 安培力 ━━ 磁场对电流的作用力 电流 ━━ 电荷的定向移动 磁场对运动电荷的作用力 第五节 电子束 电子射线管 + 阴极 - 荧光屏 狭缝 阳极 实验验证验证 实验结果 (1)在没有外磁场时,电子沿直线前进,表明运动的电荷没有受到力的作用. (2)当有外磁场时,电子束运动的轨迹发生弯曲,表明运动电荷受到磁场的作用力. 洛伦兹（1853—1928） 洛伦兹，荷兰物理学家，首先提出磁场对运动电荷有作用力的观点。 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”。 一洛伦兹力 1.定义：磁场对运动电荷的作用力。 2.验证： 3.与安培力的关系： 作用在通电导体上的安培力是磁场对运动电荷作用力的宏观表现。 洛伦兹力是安培力的微观本质。 一洛伦兹力 1.洛伦兹力的方向由左手定则来判定： 二、洛伦兹力的方向 伸开左手，使拇指和其余四指垂直，并在同一平面内;让磁感线从掌心进入，并使四指指向正电荷运动的方向，拇指所指的方向就是正电荷所受洛伦兹力的方向。 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。 例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仑兹力的方向 × × × × × × × × × + + + + × × × × × × × × × + V f V V 垂直纸面向外 垂直纸面向里 V V f f V f + V f=0 f=0 V 例2、如图：磁场方向，正电荷的运动方向，电荷所受洛伦兹力的方向两两垂直，则正确的是（ ） + f V B + V B f + B f V + B f V D 2.注意： 洛伦兹力的方向垂直于v和B二者所决定的平面。 二洛伦兹力的方向 3.特点： 洛伦兹力总是跟运动电荷的速度方向垂直 洛伦兹力对带电粒子始终不做功！ 三、洛伦兹力的大小 1.公式推导： F =qvB 通电导体的长度：L 每个电荷的带电量：q 横截面积：S 单位体积的电荷数：n 定向移动的速率：v 2.公式： 当电荷在垂直于磁场的方向上运动时，磁场对运动电荷的洛伦兹力F等于电荷量q、速率v、磁感应强度B三者的乘积。 F = qvB 三、洛伦兹力的大小 3.提醒： F = qvB只适用于v⊥B的情况 若v与B间的夹角为θ，则F =qvBsinθ 三 洛伦兹力的大小 例3、电子的速率V=3×106m/s垂直射入B=0.1T的匀强磁场中，它所受的洛伦兹力为多大（e=1.6×10-19 C） 解：f = Bqv = 0.1×1.6 ×10-19 ×3 ×106 =4.8 ×10-14N 例4、粒子带两个元电荷的正电，当它以速率V=10m/s垂直磁感线方向在B=0.20T的匀强磁场中运动时，受到的洛伦兹力是多少？ 解：q = 1.6 ×10-19 ×2C = 3.2 ×10-19 C f=Bqv=0.20×3.2 ×10-19 ×10N = 6.4 ×10-19N 例5.如图所示，质量为m的带正电的小球能沿着竖直墙竖直滑下，磁感应强度为B的匀强磁场，方向水平并与小球运动方向垂直，若小球带正电量q，球与墙面的动摩擦因数为μ，则小球下落的最大速度为多大？ 四 洛伦兹力的作用 其作用是改变粒子速度的方向，而不改变其速度的大小． 区 分 库仑力: 静止电荷间的相互作用力 安培力: 磁场对通电导线的作用力 洛伦兹力: 磁场对运动电荷的作用力 比较电场和磁场对电荷的作用力 1. 电荷在电场中一定要受到电场力的作用. 电荷在磁场中不一定要受到洛伦兹力的作用. 2. 电场力的大小F=qE 洛伦兹力的大小F=qvB 3. 电场力方向与电场方向平行 4. 洛伦兹力方向与磁场方向垂直 电场力对运动的电荷不一定