物理人教版（2019）选择性必修第二册1.2磁场对运动电荷的作用力（共29张ppt)

(共29张PPT)
磁场对运动电荷的作用力
极光（Aurora），是一种绚丽多彩的等离子体现象，其发生是由于太阳带电粒子流（太阳风）进入地球磁场，在地球南北两极附近地区的高空，夜间出现的灿烂美丽的光辉。在南极被称为南极光，在北极被称为北极光。地球的极光是来自地球磁层或太阳的高能带电粒子流（太阳风）使高层大气分子或原子激发（或电离）而产生。极光常常出现于纬度靠近地磁极地区上空，一般呈带状、弧状、幕状、放射状，这些形状有时稳定有时作连续性变化。极光产生的条件有三个：大气、磁场、高能带电粒子。
人类首次拍到南北极光“同放光彩”奇景
复 习：
1、磁场对通电导线的作用力的大小和方向？
2、电流是如何形成的？
思 考
1、磁场对电流有力的作用
2、电流是由电荷的定向形成的
由上述的两个问题，我们是否可以设想这个力其实是作用在电荷上的？
推理与猜想
运动电荷在磁场中会受到作用力吗？
I
磁场对电流的作用
磁场对运动电荷的作用
宏观表现
微观原因
因
果
实验验证—磁场对运动电荷有力的作用
电子射线管的原理:
从阴极发射出来电子，在阴阳两极间的高压作用下，使电子加速，形成电子束，轰击到长条形的荧光屏上激发出荧光，可以显示电子束的运动轨迹。
实验过程
实验1、无磁场时，接通高压电源可以观察到什么现象？
实验2、若加磁场，可以观察到什么现象？
实验3、改变磁场的方向，可以观察到什么现象？
【实验现象 】
（1）在没有外磁场时，电子束沿直线运动，
（2）将磁铁靠近阴极射线管，发现电子束运动 轨迹发生了弯曲。
【实验结论 】
磁场对运动电荷有力的作用。
洛伦兹——“我们时代最伟大最尊贵的人”。
　
荷兰物理学家，电子论的创始人、相对论中洛伦兹变换的建立者，并因在原子物理中的重要贡献（塞曼效应）获得第二届（1902年）诺贝尔物理学奖。
1、洛仑磁力：磁场对运动电荷的作用力
2、探究洛伦兹力的方向
推理：
猜想：
洛伦兹力的方向可以用 左手定则判定
磁场对电流的作用力实质是对运动电荷的作用力
左手定则可以判断安培力的方向，大量定向移动电荷所受洛伦兹力宏观表现为安培力，所以可以用左手定则判断洛伦兹力的方向。
洛伦兹力的方向----左手定则
1、伸开左手，使大拇指和其余四指垂直且处于同一平面内，
2、把手放入磁场中，让磁感线垂直穿过手心，
3、四指指向正电荷运动的方向，大拇指所指的方向就使正电荷所受洛伦兹力的方向。
v
F
v
F
4、若为负电荷，应使四指指向负电荷运动的反方向。
猜想：左手定则
理论推理
实验验证
洛伦兹力的方向
课堂练习 1
判断下列粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向。
-q
v
甲
F
-q
v
丙
F垂直纸面向里
+q
v
乙
F
+q
v
丁
F垂直纸面向外
想一想
3、洛伦兹力的大小
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
（1）通电导线所受的安培力。
（2）这段导线内的自由电荷数。
（3）每个电荷所受的洛伦兹力。
F安
s
vt
a
b
v
F洛
V
［问题］若此电子不垂直射入磁场，电子受到的洛伦兹力又如何呢 ？
洛伦兹力：F=qVB (V垂直B）
B1
B2
安培力是洛伦兹力的集体表现，洛伦兹力是安培力微观表现。
2.大小关系：F安＝NF洛（N是导体中运动的电荷数）
3.方向关系：F安与F洛方向相同
4.F安与F洛本质都是磁场对运动电荷的作用力
洛伦兹力与安培力的关系：
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.
2.
3.
4.
电荷在磁场中不一定要受到洛伦兹力力的作用.
电场力的大小F=qE
洛伦兹力的大小F=qvB
电场力方向与电场方向平行
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做功.
洛伦兹力对运动的电荷一定不做功
课堂练习 2
例题.电子以初速度V垂直进入磁感应强度为B的
匀强磁场中,则( )
A.磁场对电子的作用力始终不变.
B.磁场对电子的作用力始终不做功
C.电子的速度始终不变.
D. 电子的动能始终不变
B、D
人类首次拍到南北极光“同放光彩”奇景
+
+
以正电荷为例
+
1、洛伦兹力:磁场对运动电荷的作用力
安培力是洛伦兹力的宏观表现
2、洛伦兹力方向：左手定则
F ⊥V F ⊥ B
3、洛伦兹力大小： F洛=qVBsinθ
V⊥B F洛=qVB
V∥B F洛= 0
小 结
谢 谢 观 看
END