1.2磁场对运动电荷的作用力—【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修第二册同步课件19张PPT

(共19张PPT)
导体中运动电荷会受磁场力的作用吗？
思考
I
FA
电流是如何形成的
+
+
+
+
+
+
v
阴极射线管接高压电源时，阴极会发射电子
电子通过狭缝后形成一个扁平的电子束
电子束掠射到荧光板上，显示出电子束的径迹
实验观察
阴极射线管中的电子束在磁场中发生偏转
磁场对运动电荷有力的作用
1.2磁场对运动电荷的作用力
一、洛伦兹力
1.定义：
磁场对运动电荷的作用力
2.方向：
由左手定则判断
V
F
试判断下列图中各带电粒子所受洛伦兹力的方向、或带电粒子的电性、或带电粒子的运动方向。
V
F洛
F洛
V
V
F洛
垂直于纸面向里运动
洛仑兹力垂直于纸面向外
+
V
F洛=0
F洛=0
V
-
B
B
B
B
B
B
洛伦兹力垂直于B垂直于V，
即垂直于BV所在的平面
3、特点：
洛伦兹力只改变速度的方向，不改变速度的大小，洛仑兹力对运动电荷不做功
思考与讨论
安培力
洛伦兹力
I
FA
v
F洛
F洛
F洛
F洛
F洛
F洛
安培力是导体中所有运动电荷所受洛伦兹力的宏观表现
宏观
微观
能导出F洛的表达式吗？
FA=N·F洛
安培力大小等于各个自由电荷所受洛伦兹力的合力
设在一磁感强度为B的匀强磁场中，垂直于磁场方向放入一段长为L通电直导线，横截面积为S，单位体积中含有的自由电荷数为n，每个电荷的电量为q，定向移动的速率为v。试推导每个电荷所受洛仑兹力的大小
推导
截面A
截面B
L
导线中的电流
I=nqsv
所受到的安培力
FA=BIL=BnqsvL
运动电荷的总数
N=nsL
单个运动电荷所受到的作用力
F洛=FA/nsL
即
F洛
=qvB
FA=N·F洛
4.安培力与洛伦兹力的关系：
安培力是洛伦兹力的宏观体现
3.洛伦兹力的大小：
（1）当v//B时：
（2）当
v⊥B时：
F洛=qvB
F洛=0
一、洛伦兹力
（3）当v既不∥，又不⊥于B时：
分解
B或v
洛伦兹力是安培力的微观表现
偏转线圈
洛伦兹力在实际中的应用
未知射线
a
b
c
置于匀强磁场中
洛伦兹力在实际中的应用
射线分裂成a、b、c三束，请分析三束射线的电性。
地球周围空间有地磁场，两极强，中间弱
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
地磁场能改变宇宙射线中带电粒子的运动方向，对宇宙射线起了一定的阻挡作用
生活实例：地磁场和太阳风
生活实例：地磁场和极光
课堂训练
1、
试判断下列各图带电粒子所受洛仑兹力的方向、或磁场的方向、或粒子运动方向(q,v,B两两垂直)
f
B
F
v
垂直纸面向外
课堂训练
2、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
课堂训练
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。
C
D