运动电荷在磁场中受到的力PPT课件.ppt

第5节运动电荷在磁场中受到的力 1 知识回顾 磁场对电流的作用 安培力判断下列图中安培力的方向 及大小 2 电流是怎样产生的呢 电荷的定向移动产生电流 磁场对放入其中的电流有力的作用 而电流是因为电荷的定向作用移动形成的 那么是不是磁场对运动电荷也有力的作用 3 实验 磁场对运动电荷的作用 结论 磁场对运动电荷有力的作用 4 洛伦兹力 运动电荷在磁场中受到的作用力 安培力是洛伦兹力的宏观表现 大量运动电荷受力 洛伦兹力是安培力的微观本质 一个运动电荷受力 5 一 洛伦兹力的方向 左手定则 伸开左手 使拇指与其余四个手指垂直 并且都与手掌在同一个平面内 让磁感线从掌心进入 并使四指指向正电荷运动的方向 这时拇指所指的方向就是运动的正电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向 6 判断洛伦兹力的方向 结论 洛伦兹力的方向与速度v方向 磁感应强度B的方向都垂直 7 若为负电荷 应如何判断 四指指向负电荷运动的反方向 8 B B 垂直于纸面向外 垂直于纸面向外 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 甲 乙 丙 丁 训练 试判断下图中的带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向 心得体会 9 思考与讨论 如图所示 若将电荷的运动方向和磁场的方向同时反向 则洛伦兹力的方向是不是也跟着反向 结论 当电荷的运动方向和磁场方向同时反向时 洛伦兹力方向不变 10 思考与讨论 2 洛伦兹力对带电粒子做的功是多少 3 洛伦兹力对带电粒子运动的速度有什么影响 1 洛伦兹力的方向与带电粒子的运动方向有什么关系 洛伦兹力对运动电荷不做功 11 二 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 求电流强度I 通电导线所受的安培力 这段导线内的自由电荷数 每个电荷所受的洛伦兹力 12 13 安培力为F安 BIL 电流的微观表达式为 每个电子受的磁场力为F洛 F安 N I nqsv 通过导体的电子数 N nsL 二 洛伦兹力的大小 14 适用条件 速度方向与磁场方向垂直 I nqsv F安 ILB nqsv LB 总电荷数 nsL F洛 vB 15 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 16 洛仑兹力的大小 1 当速度方向与磁感应强度方向垂直 v B F洛 qvB 2 当速度方向与磁感应强度方向平行 v B F洛 0 3 当速度方向与磁感应强度方向成 时 F洛 qvBsin 17 电荷在电场中一定要受到电场力的作用 运动电荷在磁场中不一定要受到洛伦兹力的作用 电场力F qE 洛伦兹力F qvB 垂直 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 思考与讨论 你能指出电场和磁场对电荷作用力的不同吗 1 大小的不同 2 方向的不同 3 作用关系的不同 4 做功的不同 18 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 19 20 21 22 1 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 23 2 摆长为L的单摆在匀强磁场中摆动 摆动中摆线始终绷紧 若摆球带正电 电量为q 质量为m 磁感应强度为B 当小球从最高处摆到最低处 摆线上拉力T多大 解析