3.5 运动电荷在磁场中受到的力 23张PPT
文档属性
| 名称 | 3.5 运动电荷在磁场中受到的力 23张PPT |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 8.2MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2019-03-12 16:34:00 | ||
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文档简介
运动电荷在磁场中受到的力
【思考】既然磁场对电流有力的作用，而电流是由电荷的定向移动形成的。那么磁场是否对运动电荷也有作用力呢?
结论：磁场对运动电荷有作用力.
一、洛伦兹力:
定义：运动电荷在磁场中受到的作用力
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。所以安培力是洛伦兹力的宏观表现.
为什么安培力是洛伦兹力的宏观表现?
二、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，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
么拇指所指的方向就使正电荷所受
洛伦兹力的方向
2、若四指指向负电荷运动的反方
向，那么拇指所指的方向就是负电
荷所受洛伦兹力的方向
B
F垂直于纸面向外
F垂直于纸面向外
甲
乙
丙
丁
试判断下图中的带电粒子刚进入磁场时所受洛伦兹力的方向
B
B
B
以相同速度进入同一磁场的正、负电荷受到的洛伦兹力方向相反
三、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）通电导线中的电流
（2）通电导线所受的安培力
（3）这段导线内的自由电荷数
（4）每个电荷所受的洛伦兹力
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
(v⊥B)
若带电粒子不垂直射入磁场，粒子受到的洛伦兹力又如何呢?
分析实例得出结论
公式的使用条件
F=BILsinθ
四、洛伦兹力的特点：
2、洛伦兹力只改变速度的方向,
不改变速度的大小.
1、洛伦兹力的方向总是既垂直于速度，又垂直于磁场，即F垂直于v和B所组成的平面.
F⊥v F⊥B F⊥SvB
——洛伦兹力对电荷只起向心力的作用，故只在洛伦兹力的作用下，电荷将作什么运动？
－－－匀速圆周运动。
3、洛伦兹力对电荷总是不做功.
应用:太阳磁暴
地磁场的磁层分布图
宇宙射线
从太阳或其他星体上，时刻都有大量的高能粒子流放出，称为宇宙射线。这些高能粒子流若都到达地球，将对地球上的生物带来危害。但由于地球周围存在磁场，在洛伦兹力的作用下，改变了宇宙射线中带电粒子的运动方向，从而对宇宙射线起了一定的阻挡作用。
1、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完全不同的两种力
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.安培力和洛伦兹力，二者是等价的
D.安培力对通电导体能做功，但洛伦兹力对运动电荷不能做功
BD
练习2：下列说法正确的是：( )
运动电荷在磁感应强度不为零的地方，一定受到洛伦兹力的作用；
B. 运动电荷在某处不受洛伦兹力的作用，则该处的磁感应强度一定为零；
C. 洛伦兹力既不能改变带电子粒子的动能，也不能改变带电粒子的加速度；
D. 洛伦兹力对带电粒子不做功。
D
练习3：当一带正电q的粒子以速度v沿螺线管中轴线进入该通电螺线管，若不计重力，则：A．带电粒子速度大小改变； B．带电粒子速度方向改变； C．带电粒子速度大小不变； D．带电粒子速度方向不变。
CD
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4.来自宇宙的质子流，以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点，则这些质子在进入地球周围的空间时，将( )
A．竖直向下沿直线
射向地面
B．相对于预定地面
向东偏转
C．相对于预定点稍向西偏转
D．相对于预定点稍向北偏转
B
课 堂 练 习
5.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.
BD
课 堂 练 习
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6.一带正电的小滑块从光滑的斜面顶端滑至底端时的速率为V；若加一个垂直纸面向外的匀强磁场，则它滑至底端时的速率将( )
A、变大
B、变小
C、不变
D、条件不足，无法判断
C
课 堂 练 习
练习7、绕有绝缘的通电导线的铁环，电流方向如图所示，若有一电子束以垂直于纸面向里的速度从O点射入，则电子的运动轨迹？
向右偏转
向左偏转
向下偏转
向上偏转
五、电视显像管的工作原理
五、电视显像管的工作原理
【思考与讨论】
1．若要使电子束在水平方向偏离中心，打在荧光屏上的Ａ点，偏转磁场应该沿什么方向？
2．若要使电子束打在Ｂ点，磁场应该沿什么方向？
3．若要使电子束打在荧光屏上的位置由Ｂ逐渐向Ａ点移动，偏转磁场应该怎样变化？
垂直纸面向外
垂直纸面向里
先由垂直纸面向里的磁场逐渐减小到零
然后变为垂直纸面向外的磁场由零逐渐变大
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原理：应用电子束磁偏转的原理
五、电视显像管的工作原理
C
8.在图所示的平行板之间,电场强度E和磁感应强度B相互垂直,具有不同水平速度的带电粒子射入后发生偏转的情况不同.这种装置能把具有某一特定速度的粒子选择出来,所以叫做速度选择器.若带正电粒子入射速度 ,则下列说法正确的是( )
A、粒子动能一定增加,电场力做正功
B、粒子所受洛伦兹力一定增大,洛伦兹力做正功
C、粒子动能一定减少, 洛伦兹力不做功
D、电场力不做功,洛伦兹力做正功
+ + + + + + + + + + + +
- - - - - - - - - - - -
B
E
+q
A
课 堂 练 习
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【思考】既然磁场对电流有力的作用，而电流是由电荷的定向移动形成的。那么磁场是否对运动电荷也有作用力呢?
结论：磁场对运动电荷有作用力.
一、洛伦兹力:
定义：运动电荷在磁场中受到的作用力
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。所以安培力是洛伦兹力的宏观表现.
为什么安培力是洛伦兹力的宏观表现?
二、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，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
么拇指所指的方向就使正电荷所受
洛伦兹力的方向
2、若四指指向负电荷运动的反方
向，那么拇指所指的方向就是负电
荷所受洛伦兹力的方向
B
F垂直于纸面向外
F垂直于纸面向外
甲
乙
丙
丁
试判断下图中的带电粒子刚进入磁场时所受洛伦兹力的方向
B
B
B
以相同速度进入同一磁场的正、负电荷受到的洛伦兹力方向相反
三、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）通电导线中的电流
（2）通电导线所受的安培力
（3）这段导线内的自由电荷数
（4）每个电荷所受的洛伦兹力
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
(v⊥B)
若带电粒子不垂直射入磁场，粒子受到的洛伦兹力又如何呢?
分析实例得出结论
公式的使用条件
F=BILsinθ
四、洛伦兹力的特点：
2、洛伦兹力只改变速度的方向,
不改变速度的大小.
1、洛伦兹力的方向总是既垂直于速度，又垂直于磁场，即F垂直于v和B所组成的平面.
F⊥v F⊥B F⊥SvB
——洛伦兹力对电荷只起向心力的作用，故只在洛伦兹力的作用下，电荷将作什么运动？
－－－匀速圆周运动。
3、洛伦兹力对电荷总是不做功.
应用:太阳磁暴
地磁场的磁层分布图
宇宙射线
从太阳或其他星体上，时刻都有大量的高能粒子流放出，称为宇宙射线。这些高能粒子流若都到达地球，将对地球上的生物带来危害。但由于地球周围存在磁场，在洛伦兹力的作用下，改变了宇宙射线中带电粒子的运动方向，从而对宇宙射线起了一定的阻挡作用。
1、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完全不同的两种力
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.安培力和洛伦兹力，二者是等价的
D.安培力对通电导体能做功，但洛伦兹力对运动电荷不能做功
BD
练习2：下列说法正确的是：( )
运动电荷在磁感应强度不为零的地方，一定受到洛伦兹力的作用；
B. 运动电荷在某处不受洛伦兹力的作用，则该处的磁感应强度一定为零；
C. 洛伦兹力既不能改变带电子粒子的动能，也不能改变带电粒子的加速度；
D. 洛伦兹力对带电粒子不做功。
D
练习3：当一带正电q的粒子以速度v沿螺线管中轴线进入该通电螺线管，若不计重力，则：A．带电粒子速度大小改变； B．带电粒子速度方向改变； C．带电粒子速度大小不变； D．带电粒子速度方向不变。
CD
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4.来自宇宙的质子流，以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点，则这些质子在进入地球周围的空间时，将( )
A．竖直向下沿直线
射向地面
B．相对于预定地面
向东偏转
C．相对于预定点稍向西偏转
D．相对于预定点稍向北偏转
B
课 堂 练 习
5.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.
BD
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6.一带正电的小滑块从光滑的斜面顶端滑至底端时的速率为V；若加一个垂直纸面向外的匀强磁场，则它滑至底端时的速率将( )
A、变大
B、变小
C、不变
D、条件不足，无法判断
C
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练习7、绕有绝缘的通电导线的铁环，电流方向如图所示，若有一电子束以垂直于纸面向里的速度从O点射入，则电子的运动轨迹？
向右偏转
向左偏转
向下偏转
向上偏转
五、电视显像管的工作原理
五、电视显像管的工作原理
【思考与讨论】
1．若要使电子束在水平方向偏离中心，打在荧光屏上的Ａ点，偏转磁场应该沿什么方向？
2．若要使电子束打在Ｂ点，磁场应该沿什么方向？
3．若要使电子束打在荧光屏上的位置由Ｂ逐渐向Ａ点移动，偏转磁场应该怎样变化？
垂直纸面向外
垂直纸面向里
先由垂直纸面向里的磁场逐渐减小到零
然后变为垂直纸面向外的磁场由零逐渐变大
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原理：应用电子束磁偏转的原理
五、电视显像管的工作原理
C
8.在图所示的平行板之间,电场强度E和磁感应强度B相互垂直,具有不同水平速度的带电粒子射入后发生偏转的情况不同.这种装置能把具有某一特定速度的粒子选择出来,所以叫做速度选择器.若带正电粒子入射速度 ,则下列说法正确的是( )
A、粒子动能一定增加,电场力做正功
B、粒子所受洛伦兹力一定增大,洛伦兹力做正功
C、粒子动能一定减少, 洛伦兹力不做功
D、电场力不做功,洛伦兹力做正功
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