人教版高二物理选修3-1第三章第五节磁场对运动电荷的作用力（24张ppt）

(共24张PPT)
磁场对运动电荷的作用力
大自然的神秘景象
大自然的神秘景象
阴极射线管

真空玻璃管的两极加上高压，阴极发射出电子，经电场加速，通过狭缝形成扁平的电子束,电子束轰击稍稍倾斜的荧光屏，显示出电子的运动径迹。
1. 将电火花计时器输出的高压加在阴极射线管两端
实验步骤
结论
磁场对运动电荷有力的作用
2. 将蹄形磁铁靠近阴极射线管
探究 磁场对运动电荷的作用力
荷兰物理学家.他首先提出磁场对阴极射线有力的作用，并对此作了深入的研究。
洛伦兹 Lorentz
（1853-1928）
磁场对运动电荷的作用力
————洛伦兹力
探究 洛伦兹力的方向
猜想：

洛伦兹力的方向可能和哪些因素有关？
B方向？v方向？
甲图
乙图
探究 洛伦兹力的方向
观察并记录甲乙两图中洛伦兹力的方向
画出F、B、v的方向关系图（画正视图）
(1)保持速度方向不变，研究洛伦兹力方向与磁场方向之间的关系
探究 洛伦兹力的方向
(2)保持磁场方向不变，研究洛伦兹力方向与速度方向之间的关系
(3)保持磁场方向、速度方向不变，研究洛伦兹力方向与正负电荷
之间的关系
实验表明：
（1）F方向与B、v方向有关
（2）B、v方向相同时，正负电荷受力方向相反
甲图
乙图
思考：如何表示F、B、v三者方向之间的关系？
B
B
判定洛伦兹力方向的方法----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，让磁感线穿入手心，使四指指向正电荷运动的方向，那么拇指所指的方向就是正电荷所受洛伦兹力的方向。
2、 如果运动的是负电荷，则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。
巩固练习
甲
丙
乙
F
F垂直纸面朝外
判断受力方向
判断运动方向
判断电荷正负
探究 洛伦兹力的大小
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
理论推导的依据
理论推导: v⊥B时，洛伦兹力大小表达式
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静止放入磁感应强度为B的匀强磁场中,推导每个运动电荷所受洛伦兹力的大小
求：
通电导线所受的安培力
这段导线内的自由电荷数
每个运动电荷所受的洛伦兹力
推出电流I与q、v的关系
小结：洛伦兹力大小
（2）v∥B，F洛=0
（1）v⊥B，F洛=qvB

（3） v与B成θ时，
v
B
V1
V2
F洛=qvBsinθ
F ⊥ v，F ⊥ B，
F洛方向与带电粒子v方向始终垂直
B
探究 洛伦兹力的作用效果
F⊥B、v组成的平面
实验验证： v⊥B时，洛伦兹力大小表达式
F = q v B
？
思考：
如何验证？
需要测哪些物理量？如何测量？
洛
实际所受的F洛=F向
？
？
（r 为半径，D为直径）
公式计算出的F洛
思考：要是电子打在A点，偏转磁场应该沿什么方向？
应用：显像管的工作原理
对极光现象的简单解释
为了研究某种放射源发出的未知射线，研究人员把放射源置于匀强磁场中，射线分裂成a、b、c三束，请分析三束射线的电性。
检测题
某带电粒子的电量为q=10-14C,以速率v=106m/s射入B=10-2T的匀强磁场中，求它受到的洛伦兹力F多大？
B
V∥
V⊥
θ
检测题