高中物理 第三章 第5節(jié)研究洛倫茲力課件 新人教版選修3-1.ppt

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觀看美麗的極光視頻,如此美麗的極光一般出現(xiàn)在在哪些地方？ 什么時候會出現(xiàn)？是怎樣形成的？,第五節(jié) 研究洛倫茲力,選修3-1第三章 磁場,,學(xué)習(xí)目標(biāo),1、認(rèn)識洛倫茲力，會判斷洛倫茲力的方向； 2、會計算洛倫茲力的大??； 3、理解洛倫茲力對運動不作功,,1、試畫下圖中所示的帶電粒子所受的洛倫茲力的方向,2、長為L、橫截面積為s的直導(dǎo)線通有電流I，處在磁感應(yīng)強度為B 的勻強磁場中，電流與磁場的方向垂直. ①、設(shè)導(dǎo)線單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為 n、每個電荷的電荷量為q,求導(dǎo)線中自由 電荷的總數(shù)和總電量？,③、求導(dǎo)線受到的安培力大??？根據(jù)F=Nf,求出導(dǎo)線中每個自 由電荷受到的洛倫茲力f？,自主學(xué)習(xí),小組討論,反饋精講,當(dāng)堂訓(xùn)練,一、洛倫茲力的方向：符合左手定則 ——伸開左手，使大拇指跟其余四指垂直，且處于同一平面內(nèi)，把手放入磁場中，磁感線垂直穿過手心，四指指向正電荷運動的方向，那么，拇指所指的方向就是正電荷所受洛倫茲力的方向． 若是負電荷運動的方向，那么四指應(yīng)指向其反方向。,②、導(dǎo)線中的自由電荷以速度為V做定向運動形成電流。求自由 電荷從導(dǎo)線一端運動到另一端的時間？通過導(dǎo)線的電流？,,,L,一根長為L、橫截面積為s的直導(dǎo)線通有電流I，處在磁感 應(yīng)強度為B的勻強磁場中，電流與磁場的方向垂直。 ①、設(shè)導(dǎo)線單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù) 為n、每個電荷的電荷量為q，求導(dǎo)線 中自由電荷的總數(shù)N和總電量Q？,②、導(dǎo)線中的自由電荷以速度為V做定向運動形成電流。自由 電荷從導(dǎo)線一端運動到另一端的時間？通過導(dǎo)線的電流？,③、求導(dǎo)線受到的安培力大?。扛鶕?jù)F=Nf,求出導(dǎo)線中每個自由電荷受到的洛倫茲力f？,自主學(xué)習(xí),小組討論,反饋精講,當(dāng)堂訓(xùn)練,L,N=SLn,Q=qN=qsLn,,自主學(xué)習(xí),小組討論,反饋精講,當(dāng)堂訓(xùn)練,f、B、v方向關(guān)系示意圖,f、B、v方向關(guān)系示意圖,粒子帶正電,二、洛侖茲力,2、洛倫茲力的大小 ① 當(dāng) v⊥B 時,f = qvB,② 當(dāng) v∥B (V=0)時,,③ 當(dāng)v與B之間有一定夾角θ時，,f = q v B sin θ,vsinθ,1、,定義：運動電荷在磁場中受到的作用力,稱為洛倫茲力,3.洛侖茲力f的方向總是與v垂直，也與B垂直，即f總是垂直 與B和v所決定的平面.,f = 0 （電荷不受洛侖茲力作用）,,自主學(xué)習(xí),小組討論,反饋精講,當(dāng)堂訓(xùn)練,f、B、v方向關(guān)系示意圖,f、B、v方向關(guān)系示意圖,粒子帶正電,三、洛侖茲力的特點,1.洛侖茲力f的方向總是與v垂直，也與B垂直，即f總是垂直與B和v所決定的平面.,2、因為f的方向始終與速度方向垂直， 洛倫茲力對運動不做功。,3、若帶電粒子僅受洛倫茲力，粒子做勻 速圓周運動。,這就是速度選擇器的原理，通過改變E或B的數(shù)值來選 擇具有某一速度的粒子。,,自主學(xué)習(xí),小組討論,反饋精講,當(dāng)堂訓(xùn)練,f、B、v方向關(guān)系示意圖,f、B、v方向關(guān)系示意圖,例：如圖，帶負電的粒子從離子源中發(fā)射出來，在電場強度為 E=12N/c的勻強電場和磁感應(yīng)強度為B=1T的勻強磁場中運動，速度多大的粒子可以沿直線ss‘從右邊孔射出？,F=qE,f=qvB,解;受力分析如圖，有 F=f 即qvB=qE,得,,自主學(xué)習(xí),小組討論,反饋精講,當(dāng)堂訓(xùn)練,1、(雙選)以下關(guān)于洛侖茲力的各種說法中正確的是（ ） A. 電荷在磁場中一定受到洛侖茲力 B.運動的電荷在磁場中一定受到洛侖茲力 C.洛侖茲力對電荷永遠不做功 D.洛侖茲力的方向總是垂直于磁場方向和電荷速度方向所構(gòu) 成的平面,CD,,2．如圖3－5－12所示，一束電子流沿管的軸線進入螺線管， 忽略重力，電子在管內(nèi)的運動情況應(yīng)該是( ),A．當(dāng)從a端通入電流時，電子做勻加速直線運動 B．當(dāng)從b端通入電流時，電子做勻加速直線運動 C．不管從哪端通入電流，電子都做勻速直線運動 D．不管從哪端通入電流，電子都做曲線運動,C,,自主學(xué)習(xí),小組討論,反饋精講,當(dāng)堂訓(xùn)練,3.如圖3－5－15所示，勻強電場豎直向上，勻強磁場水平向外，有一正離子(不計重力)恰能沿直線從左向右水平飛越此區(qū)域，這種裝置稱為速度選擇器，則( ) A．若電子從右向左水平飛入，電子也沿直線運動 B．若電子從右向左水平飛入，電子將向上偏轉(zhuǎn) C．若電子從右向左水平飛入，電子將向下偏轉(zhuǎn) D．若電子從右向左水平飛入，電子將向外偏轉(zhuǎn),C,4.如圖所示，某空間存在正交的勻強電磁場，勻強電場的方向水平向右，勻強磁場方向垂直紙面向內(nèi)，其中E=10N/C，B=1T，現(xiàn)有一個帶電量q=+2×10-6C質(zhì)量m=2×10-6kg的小球以某速度進入這個電磁場，發(fā)現(xiàn)其恰能做勻速直線運動，請求出小球的速度大小和方向？,,,,f、B、v方向關(guān)系示意圖,當(dāng)B與v不垂直時,總結(jié)：不管B與v是否垂直，始終有f⊥B，f⊥v，即f垂直于B和v所決定的平面,當(dāng)B與v垂直時,粒子帶正電,,自主學(xué)習(xí),小組討論,反饋精講,當(dāng)堂訓(xùn)練,f、B、v方向關(guān)系示意圖,f、B、v方向關(guān)系示意圖,粒子帶正電,小 結(jié),1．概念：磁場對運動電荷的作用力，稱做洛侖力。,2.方向：由“左手定則”判斷,3.大小:,當(dāng) v⊥B 時 f = qvB 當(dāng) v∥B 時 f = 0,4.特點: f⊥v Wf = 0,當(dāng)v與B之間有一定夾角θ時， f = q v B sin θ,作業(yè)布置,12.,如圖3－5－22所示，空間有水平向右的勻強電場和垂 直于紙面向外的勻強磁場，質(zhì)量為m、帶電量為＋q的 絕緣滑塊水平向右做勻速直線運動，滑塊和水平面間 的動摩擦因數(shù)為μ.滑塊與墻碰撞后速度為原來的一半， 滑塊返回時，撤掉電場，恰好也做勻速直線運動．求 原來電場強度的大小．,