6.2 磁场对运动电荷的作用.ppt

第六章 磁场对电流和运动电荷的作用 第 2 节 磁场对运动电荷的作用 第六章 磁场对电流和运动电荷的作用 磁场对通电导线（电流）有力的作用，而电流是电荷的定向运动形成的，由此你会想到了什么？ 磁场可能对运动电荷有力的作用。 导体中的电流是由电荷的定向移动产生的 新课引入 阴极射线在磁场中的偏转 实验验证 荧光板 电子束 阴极 狭缝 阳 极 阴极射线管 实验验证-电子束在磁场中的偏转 1.当电子射线管的周围不存在磁场时，电子的运动轨迹是直线 2.当电子射线管的周围存在磁场时，电子的运动轨迹是曲线 磁场对运动电荷有力的作用 实验结论 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。 磁场对电流有安培力的作用,而电流是由电荷定向运动形成的,且磁场对运动电荷有洛伦兹力的作用.所以磁场对电流的安培力就是磁场对运动电荷的洛伦兹力的宏观表现。 一、洛伦兹力：磁场对运动电荷的作用力叫作洛伦兹力 问题：为什么磁场对通电导线有作用力？ 新课教学 思考：如果是负电荷,我们应如何判定洛伦兹力的方向? 二、洛伦兹力的方向 左手定则：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,那么大拇指所指的方向就是正电荷所受洛伦兹力的方向 F F v q v -q 新课教学 v F v F B B 思维提升：洛伦兹力的方向垂直于v和B组成的平面 B F洛 v 甲 乙 例1.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 典例分析 B v Ｆ垂直于纸面向外 Ｆ垂直于纸面向外 B v 丙 丁 思考: 洛伦兹力大小可能会与哪些因素有关? 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： 1.磁感应强度B 2.电荷量q 3.电荷运动快慢v 三、洛伦兹力大小 新课教学 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 I F v v v v （1）通电导线中的电流 （2）通电导线所受的安培力 洛伦兹力大小的推导 新课教学 I F v v v v （3）这段导线内的自由电荷数 （4）每个电荷所受的洛伦兹力 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 洛伦兹力大小的推导 新课教学 电荷量为q的粒子以速度v运动时,如果速度方向与磁感应强度方向垂直,那么粒子所受的洛伦兹力为 F洛=qvB (v垂直B） 问题:若带电粒子不垂直射入磁场,电子受到的洛伦兹力又如何呢? B θ B F洛 v B⊥ B∥ θ为B和v 之间的夹角 V B⊥ B∥ 三、洛伦兹力大小 新课教学 (v⊥B） (v∥B） 特例: 当运动电荷的速度v方向与磁感应强度B方向的夹角为θ，电荷所受的洛伦兹力大小为 上式中各量的单位： F洛为N，q为C，v为m/s，B为T 三、洛伦兹力大小 新课教学 若带电粒子静止在磁场中，则F洛=0 洛伦兹力能对电荷做功吗？ 提示：洛伦兹力的大小F＝qvBsin θ，与运动电荷的速度大小有关，但它的方向始终与速度方向垂直，只能改变速度的方向，不能改变速度的大小，即 洛伦兹力永不做功!!! 问题思考 例2.关于安培力和洛伦兹力，下面的说法正确的是(　　) A．安培力和洛伦兹力是性质不同的两种力 B．安培力和洛伦兹力，其本质都是磁场对运动电荷的作用力 C．这两种力都是效果力，其实并不存在，原因是不遵守牛顿第三定律 D．安培力对通电导体能做功，洛伦兹力对运动电荷不能做功 典例分析 电流是电荷的定向移动，安培力是磁场对导体内定向移动电荷所施加的洛伦兹力的宏观表现 洛伦兹力与电荷运动方向垂直，不对运动电荷做功；安培力作用在导体上，让导体产生位移，能对导体做功． 遵守牛顿第三定律，反作用力作用在形成磁场的物体上 答案：BD 例3.一初速度为零的质子(质量m＝1.67×10－27 kg，电荷量q＝1.6×10－19 C)，经过电压为1 880 V的电场加速后，垂直进入磁感应强度为5.0×10－4 T的匀强磁场中，质子所受洛伦兹力多大？ 答案：　4.8×10－17 N 典例分析 解题指导： 1.质子被加速后获得的速度是多大？ 2.质子速度方向是否与磁场垂直？ 3.计算洛伦兹力的大小 1、试判断下列运动的带电粒子在磁场中所受洛伦兹力的方向： 课堂练习 垂直向里 垂直向外 2、带电量为＋q的粒子，在匀强磁场中运动，下面说法正确的是（ ） A、只要速度大小相同，所受的洛伦兹力就相同 B