磁场对运动电荷的作用洛伦磁力课件

背景材料北京正负电子对撞机国家实验室

BEPCNationalLaboratory

正电子源正负电子对撞机装置(BEPC)背景材料北京正负电子对撞机国家实验室BEPCNatio磁场对运动电荷的作用洛伦磁力课件磁场对运动电荷的作用洛伦磁力课件3.4磁场对运动电荷的作用—洛伦兹力利用水流和车流引入电荷定向移动形成电流3.4磁场对运动电荷的作用—洛伦兹力利用水流和车流引入电荷背景１：安培力◆磁场对通电导体有力的作用（即安培力）IF=ILB猜想：那在上图中如果有一个向右运动的电荷会受到磁场对它的力的作用吗？背景１：安培力◆磁场对通电导体有力的作用（即安培力）IF=I猜想：安培力是怎样形成的？导体中的电流是由电荷的定向移动形成的。从作洛仑兹力的多个电荷的图,然后一合,成为安培力,引进二者的比较电流的微观表达式：I=nsvq磁场对通电导体有力的作用---安培力IF安=ILB磁场对通电导体的力实际上是作用在运动电荷上的,安培力是这些力的宏观表现。F安=NF洛F洛=F安/NFFF把磁场对运动电荷的作用力叫洛伦兹力。猜想：安培力是导体中的电流是由电荷的定向移动形成的。从作洛仑IFvvvv（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，求洛仑兹力大小的研究IFvvvv（1）通电导线中的电流设有一段长为L，横截面积为F洛=qvB=1.60×10-19×3×106×0.10N=4.8×10-14N

电子的速率v=3×106m/s,垂直射入B=0.10T的匀强磁场中，它受到的洛伦兹力是多大？课堂练习

解：因为v垂直B，所以所受洛伦兹力大小F洛=qvB电子的速率v=3×106m/s,垂直射入B安培力与洛仑兹力安培力FF安=ILB（B⊥L)安培力方向：左手定则安培力大小：洛仑兹力f洛仑兹力方向：?洛仑兹力大小：F洛=qvB(B⊥V)微观宏观FIfffffffI+安培力与洛仑兹力安培力FF安=ILB（B⊥L)安培力方向：左洛仑兹力方向的研究◆

实验验证能否从安培力的方向上作科学的猜想呢？猜想方向:左手定则注意:带电粒子定向移动形成的等效电流方向：1.电流方向与正电荷定向移动方向……2.电流方向与负电荷定向移动方向……◆

得出结论判断洛伦兹力的方向方法:左手定则（四指指向等效电流方向）（四指指向等效电流方向）左手定则：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,让磁感线垂直穿入手心,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。见课本P95图3-4-3左手定则洛仑兹力方向的研究◆实验验证能否从安培力的方向上作科学的猜vF洛vF洛BvBBＦ洛垂直于纸面向外Ｆ洛垂直于纸面向里Bv1、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2、洛伦兹力的方向垂直于v和B组成的平面B

F洛v甲乙丙丁训练加固：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vF洛vF洛BvBBＦ洛垂直于纸面向外Ｆ洛垂直于纸面向里Bv

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CDB课堂练习当一带正电q的粒子以速度v沿螺线管中轴线进入该通电螺

电荷量为＋q的粒子在匀强磁场中运动，下列说法正确的是()A．只要速度大小相同，所受洛伦兹力就相同B．如果把＋q改为-q，且速度反向，大小不变，则洛伦兹力的大小方向不变C．洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直，磁场方向一定与电荷运动方向垂直D．粒子的速度一定变化B课堂练习电荷量为＋q的粒子在匀强磁场中运动，下列说法正确的是

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BV课堂练习来自宇宙的质子流，以与地球表面垂直的方向射向赤道上空

判断下列运动粒子所受洛伦兹力的方向并计算洛伦兹力大小

课本第97页练习与评价1.判断下列运动粒子所受洛伦兹力的方向并计算洛伦兹力带电粒子在匀强磁场中的运动当V平行B时，F=0，带电粒子以速度v作

运动。当v与B垂直时，因为洛伦兹力的方向始终与运动方向

，只改变速度的

，不改变速度的

，只有

才具有这种特点，所以带电粒子垂直进入匀强磁场后做

。带电粒子在匀强磁场中的运动实验演示匀速直线垂直方向大小匀速圆周运动匀速圆周运动带电粒子在匀强磁场中的运动当V平行B时，F=0，带电粒子在匀带电粒子带匀强磁场中的运动分析带电粒子垂直进入匀强磁场后做

。匀速圆周运动带电粒子带匀强磁场中的运动分析带电粒子垂直进入匀强磁场后做洛伦兹力的特点：洛伦兹力的方向既垂直于磁场,又垂直于速度,

即垂直于v和B所组成的平面2.洛伦兹力只改变速度的方向,

不改变速度的大小3.洛伦兹力对电荷不做功洛伦兹力的特点：洛伦兹力的方向既垂直于磁场,又垂直于速度,课堂练习课本第97页，练习空间第3题、第4题课堂练习课本第97页，练习空间第3题、第4题主要构造:电子枪（阴极）、偏转线圈、荧光屏等电视显像管的工作原理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?【思考与讨论】洛伦兹力的运用主要构造:电子枪（阴极）、偏转线圈、电视显像管的工作原理1.原理：应用电子束磁偏转的道理电视显像管的工作原理原理：应用电子束磁偏转的道理电视显像管的工作原理本节小结：1、洛伦兹力的定义2、洛伦兹力的大小3、洛伦兹力的方向

如何判断正、负电荷在磁场中所受

洛伦兹力的方向？4、洛伦兹力的作用特点5、运动电荷在v与B垂直时做什么运动？6、电荷做匀速圆周运动时轨道半径公式和周期公式怎样？如何推导的？本节小结：1、洛伦兹力的定义谢谢大家！谢谢大家！背景材料北京正负电子对撞机国家实验室

BEPCNationalLaboratory

正电子源正负电子对撞机装置(BEPC)背景材料北京正负电子对撞机国家实验室BEPCNatio磁场对运动电荷的作用洛伦磁力课件磁场对运动电荷的作用洛伦磁力课件3.4磁场对运动电荷的作用—洛伦兹力利用水流和车流引入电荷定向移动形成电流3.4磁场对运动电荷的作用—洛伦兹力利用水流和车流引入电荷背景１：安培力◆磁场对通电导体有力的作用（即安培力）IF=ILB猜想：那在上图中如果有一个向右运动的电荷会受到磁场对它的力的作用吗？背景１：安培力◆磁场对通电导体有力的作用（即安培力）IF=I猜想：安培力是怎样形成的？导体中的电流是由电荷的定向移动形成的。从作洛仑兹力的多个电荷的图,然后一合,成为安培力,引进二者的比较电流的微观表达式：I=nsvq磁场对通电导体有力的作用---安培力IF安=ILB磁场对通电导体的力实际上是作用在运动电荷上的,安培力是这些力的宏观表现。F安=NF洛F洛=F安/NFFF把磁场对运动电荷的作用力叫洛伦兹力。猜想：安培力是导体中的电流是由电荷的定向移动形成的。从作洛仑IFvvvv（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，求洛仑兹力大小的研究IFvvvv（1）通电导线中的电流设有一段长为L，横截面积为F洛=qvB=1.60×10-19×3×106×0.10N=4.8×10-14N

电子的速率v=3×106m/s,垂直射入B=0.10T的匀强磁场中，它受到的洛伦兹力是多大？课堂练习

解：因为v垂直B，所以所受洛伦兹力大小F洛=qvB电子的速率v=3×106m/s,垂直射入B安培力与洛仑兹力安培力FF安=ILB（B⊥L)安培力方向：左手定则安培力大小：洛仑兹力f洛仑兹力方向：?洛仑兹力大小：F洛=qvB(B⊥V)微观宏观FIfffffffI+安培力与洛仑兹力安培力FF安=ILB（B⊥L)安培力方向：左洛仑兹力方向的研究◆

实验验证能否从安培力的方向上作科学的猜想呢？猜想方向:左手定则注意:带电粒子定向移动形成的等效电流方向：1.电流方向与正电荷定向移动方向……2.电流方向与负电荷定向移动方向……◆

得出结论判断洛伦兹力的方向方法:左手定则（四指指向等效电流方向）（四指指向等效电流方向）左手定则：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,让磁感线垂直穿入手心,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。见课本P95图3-4-3左手定则洛仑兹力方向的研究◆实验验证能否从安培力的方向上作科学的猜vF洛vF洛BvBBＦ洛垂直于纸面向外Ｆ洛垂直于纸面向里Bv1、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2、洛伦兹力的方向垂直于v和B组成的平面B

F洛v甲乙丙丁训练加固：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vF洛vF洛BvBBＦ洛垂直于纸面向外Ｆ洛垂直于纸面向里Bv

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CDB课堂练习当一带正电q的粒子以速度v沿螺线管中轴线进入该通电螺

电荷量为＋q的粒子在匀强磁场中运动，下列说法正确的是()A．只要速度大小相同，所受洛伦兹力就相同B．如果把＋q改为-q，且速度反向，大小不变，则洛伦兹力的大小方向不变C．洛伦兹力方向一定与电荷速度方向垂直，磁场方向一定与电荷运动方向垂直D．粒子的速度一定变化B课堂练习电荷量为＋q的粒子在匀强磁场中运动，下列说法正确的是

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BV课堂练习来自宇宙的质子流，以与地球表面垂直的方向射向赤道上空

判断下列运动粒子所受洛伦兹力的方向并计算洛伦兹力大小

课本第97页练习与评价1.判断下列运动粒子所受洛伦兹力的方向并计算洛伦兹力带电粒子在匀强磁场中的运动当V平行B时，F=0，带电粒子以速度v作

运动。当v与B垂直时，因为洛伦兹力的方向始终与运动方向

，只改变速度的

，不改变速度的

，只有

才具有这种特点，所以带电粒子垂直进入匀强磁场后做

。带电粒子在匀强磁场中的运动实验演示匀速直线垂直方向大小匀速圆周运动匀速圆周运动带电粒子在匀强磁场中的运动当V平行B时，F=0，带电粒子在匀带电粒子带匀强磁场中的运动分析带电粒子垂直进入匀强磁场后做

。匀速圆周运动带电粒子带匀强磁场中的运动分析带电粒子垂直