磁場對運(yùn)動電荷的作用力(第1課時).ppt

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學(xué)習(xí)目標(biāo)：,1、知道什么是洛倫茲力.利用左手定則判斷洛倫茲力的方向.2、知道洛倫茲力大小的推理過程.3、掌握垂直進(jìn)入磁場方向的帶電粒子,受到洛倫茲力大小的計(jì)算.4、了解v和B垂直時的洛倫茲力大小及方向判斷.理解洛倫茲力對電荷不做功.5、了解電視顯像管的工作原理.,3.5磁場對運(yùn)動電荷的作用力,(洛倫茲力),復(fù)習(xí)回顧,方向:,運(yùn)用左手定則判斷安培力的方向,安培力:,1、磁場對通電導(dǎo)線的作用力,大小:,左手定則,,θ為B和I之間的夾角,2、通電導(dǎo)線中的電流是怎樣形成的呢?,【思考】既然磁場對電流有力的作用,而電流是由電荷的定向移動形成的.那么磁場是否對運(yùn)動電荷也有作用力呢?,電荷的定向移動形成的,為什么磁場對通電導(dǎo)線有作用力?,電子射線管的原理:從陰極發(fā)射出來電子，在陰陽兩極間的高壓作用下，使電子加速，形成電子束，轟擊到長條形的熒光屏上激發(fā)出熒光，可以顯示電子束的運(yùn)動軌跡。,讓事實(shí)說話,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：在沒有外磁場時，電子束沿直線運(yùn)動，將蹄形磁鐵靠近陰極射線管，發(fā)現(xiàn)電子束運(yùn)動軌跡發(fā)生了彎曲。,結(jié)論：磁場對運(yùn)動電荷有作用力.,荷蘭物理學(xué)家，他是電子論的創(chuàng)始人、相對論中洛倫茲變換的建立者，并因在原子物理中的重要貢獻(xiàn)（塞曼效應(yīng)）獲得第二屆（1902年）諾貝爾物理學(xué)獎。被愛因斯坦稱為“我們時代最偉大，最高尚的人”。,荷蘭物理學(xué)家洛倫茲(Lorentz，1853—1928),運(yùn)動電荷在磁場中受到的作用力磁場對運(yùn)動電荷的作用力,磁場對電流有安培力的作用,而電流是由電荷定向運(yùn)動形成的,且磁場對運(yùn)動電荷有洛倫茲力的作用.所以安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn).,一、洛倫茲力的定義,為什么磁場對通電導(dǎo)線有作用力?,安培力,洛侖茲力,磁場對電流的作用,磁場對運(yùn)動電荷的作用,,,,,因,果,微觀原因,宏觀表現(xiàn),1.判定安培力方向。2.電流方向和電荷運(yùn)動方向的關(guān)系。3.安培力方向和洛倫茲力方向的關(guān)系。4.電荷運(yùn)動方向、磁場方向、洛倫茲力方向的關(guān)系。,想一想,二、洛倫茲力的方向,左手定則：伸開左手,使拇指與其余四指垂直且處于同一平面內(nèi);讓磁感線從掌心進(jìn)入,使四指指向正電荷運(yùn)動的方向,拇指所指的方向就是正電荷所受洛倫茲力的方向,如果是負(fù)電荷,我們應(yīng)如何判定洛倫茲力的方向?,四指的方向,電流的方向,正電荷的運(yùn)動方向負(fù)電荷運(yùn)動的反方向,,,二、洛倫茲力的方向,B,F垂直于紙面向外,F垂直于紙面向外,甲,乙,丙,丁,訓(xùn)練鞏固：試判斷下圖中的帶電粒子剛進(jìn)入磁場時所受洛倫茲力的方向,B,B,B,1、以相同速度進(jìn)入同一磁場的正、負(fù)電荷受到的洛倫茲力方向相反,2、洛倫茲力的方向垂直于v和B組成的平面,,,,,,,,,B,F洛,v,心得體會,洛倫茲力大小可能會與哪些因素有關(guān)?,當(dāng)電荷運(yùn)動方向跟磁場方向垂直時洛倫茲力的大小跟三個因素相關(guān):,1.磁感應(yīng)強(qiáng)度B,2.電荷量q,3.電荷運(yùn)動快慢v,三、洛倫茲力的大小,設(shè)有一段長為L，橫截面積為S的直導(dǎo)線，單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n，每個自由電荷的電荷量為q，自由電荷定向移動的速率為v.這段通電導(dǎo)線垂直磁場方向放入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，求,三、洛倫茲力的大小,,(1)通電導(dǎo)線中的電流(2)通電導(dǎo)線所受的安培力(3)這段導(dǎo)線內(nèi)的自由電荷數(shù)(4)每個電荷所受的洛倫茲力,單位：F(N)，q(C)，v(m/s),B(T),電荷量為q的粒子以速度v運(yùn)動時,如果速度方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直,那么粒子所受的洛倫茲力為,(v垂直B),三、洛倫茲力的大小,問題:若帶電粒子不垂直射入磁場,粒子受到的洛倫茲力又如何呢?,,,,B,v,F,θ,,V2,V1,,,當(dāng)運(yùn)動電荷的速度v方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度B方向的夾角為θ，電荷所受的洛倫茲力大小為,單位：F(N)，q(C)，v(m/s),B(T),三、洛倫茲力的大小,,F洛=qvB=1.6010-1931060.10N=4.810-14N,電子的速率v=3106m/s,垂直射入B=0.10T的勻強(qiáng)磁場中,它受到的洛倫茲力是多大?,課堂練習(xí),解：因?yàn)関垂直B,所以所受洛倫茲力大小,當(dāng)一帶正電q的粒子以速度v沿螺線管中軸線進(jìn)入該通電螺線管,若不計(jì)重力,則()A．帶電粒子速度大小改變B．帶電粒子速度方向改變C．帶電粒子速度大小不變D．帶電粒子速度方向不變,CD,課堂練習(xí),電荷量為＋q的粒子在勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動，下列說法正確的是()A．只要速度大小相同，所受洛倫茲力就相同B．如果把＋q改為-q，且速度反向，大小不變，則洛倫茲力的大小方向不變C．洛倫茲力方向一定與電荷速度方向垂直，磁場方向一定與電荷運(yùn)動方向垂直D．粒子的速度一定變化,B,,課堂練習(xí),來自宇宙的質(zhì)子流，以與地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一點(diǎn)，則這些質(zhì)子在進(jìn)入地球周圍的空間時，將()A．豎直向下沿直線射向地面B．相對于預(yù)定地面向東偏轉(zhuǎn)C．相對于預(yù)定點(diǎn)稍向西偏轉(zhuǎn)D．相對于預(yù)定點(diǎn)稍向北偏轉(zhuǎn),B,課堂練習(xí),瑞典斯特哥爾摩的極光,美國阿拉斯加州的極光,北極極光,德國下薩可森州極光,冰島的極光,人類首次拍到南北極光“同放光彩”奇景,,以正電荷為例,在太陽創(chuàng)造的諸如光和熱等形式的能量中，有一種能量被稱為“太陽風(fēng)”。這是一束可以覆蓋地球的強(qiáng)大的帶電亞原子顆粒流，該太陽風(fēng)在地球上空環(huán)繞地球流動，以大約每秒400公里的速度撞擊地球磁場，磁場使該顆粒流偏向地磁極下落，它們與氧和氮的原子碰撞，擊走電子，使之成為激發(fā)態(tài)的離子，這些離子發(fā)射不同波長的輻射，產(chǎn)生出紅、綠或藍(lán)等色的極光特征色彩，形成極光。在南極地區(qū)形成的叫南極光。在北極地區(qū)同樣可看到這一現(xiàn)象，稱之為北極光。,地球磁場,1、洛倫茲力:磁場對運(yùn)動電荷的作用力安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)2、洛倫茲力方向：左手定則F⊥VF⊥B3、洛倫茲力大?。篎洛=qVBsinθV⊥BF洛=qVBV∥BF洛=0,