34-磁场对运动电荷的作用-洛伦兹力课件

神奇的极光神奇的极光多彩的极光想知道极光形成的奥秘吗？多彩的极光想知道极光形成的奥秘吗？电视给人们的生活带来变化和舒适想知道电视怎样显现图像的吗？电视给人们的生活带来变化和舒适想知道电视怎样显现图像的吗？第4节磁场对运动电荷的作用——洛伦兹力第4节磁场对运动电荷的作用——洛伦兹力一、实验①未加磁场时电子流的轨迹是一条直线阴极射线管一、实验①未加磁场时电子流的轨迹是一条直线阴极射线管②加磁场时，电子流偏移NS结论：磁场对运动电荷产生作用NS结论：磁场对运动电荷产生作用二、洛伦兹力（1）定义：运动电荷在磁场中受到的磁场力（2）洛伦兹力与安培力相比较安培力是洛伦兹力的宏观表现，但各自的表现形式不同，洛伦兹力对运动电荷永远不做功，而安培力对通电导线可做正功，可做负功，也可不做功．二、洛伦兹力（1）定义：运动电荷在磁场（2）洛伦兹力与安培力（3）推导：如图，设有一通电导体垂直置于磁场中，导体中单位体积的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q，电荷的速率为v，在时间t内，横截面S上的电荷通过的位移为，通过的体积为，则体积V内的电荷数目为：总电荷量为电荷定向运动产生的电流为（3）推导：如图，设有一所以，安培力的公式又可写为又为N个叠加起来的合力所以有这就是v与B垂直时，运动电荷的洛伦兹力公式（a）特殊式：所以，安培力的公式又可写为

（b）一般式：当v与B夹角为时，将B分解为平行于v分量B∥=

B∥不产生洛伦兹力；垂直于v的分量，对q产生的洛伦兹力为这就是v与B夹角为时，洛伦兹力的一般式。（b）一般式：当v与B夹角为时，（4）洛伦兹力的方向（左手定则）让磁感线垂直穿过左手心，四指指向正电荷运动方向，拇指指向洛伦兹力方向。负电荷的受力方向与正电荷相反。（4）洛伦兹力的方向（左手定则）注意：①跟B、v垂直②只改变v方向而不改变大小③永不做功，=0注意：①跟B、v垂直项目内容力洛伦兹力f电场力F大小f＝qvB(v⊥B)F＝qE与速度关系v＝0或v∥B，f＝0与速度无关力方向与场方向的关系一定是f⊥B，f⊥v正电荷受电场力与场强方向相同，负电荷受电场力与场强方向相反做功情况任何情况下都不做功可能做正功、负功、也可能不做功力为零时场的情况f为零，B不一定为零F为零，E一定为零作用效果只改变电荷运动的速度方向，不改变速度大小既可以改变电荷的速度大小，也可以改变电荷的速度方向（5）洛伦兹力与电场力的比较项目内容力洛伦兹力f电场力F大小f＝qvB(v⊥B)F＝qE课堂练习1.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.洛伦兹力的功率为

D.电子的动能始终不变BD课堂练习1.电子以初速度V垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中2、初速度为零的质子，质量m=,经过电压U=的电场加速后，垂直进入磁感应强度为B=的匀强磁场中。质子受到的为多少？解：在电场中，动能定理：质子获得速率

在磁场中，质子的重力分析微观粒子（质子、电子）在磁场中运动时，G可忽略不计2、初速度为零的质子，质量m=例.一长螺线管通有变化的电流，把一个带电粒子(重力不计)沿管中心轴线射入管中，粒子将在管中

(

)A.做圆周运动

B.沿轴线来回运动C.做匀速直线运动

D.做匀加速直线运动C例.一长螺线管通有变化的电流，把一个带电粒子(重力不计)沿管若运动的电荷在磁场中仅受洛伦兹力作用,那么洛伦兹力会怎样改变电荷的运动状态呢?想一想:若运动的电荷在磁场中仅受洛伦兹力作用,那么洛Fv+Fv+Fv+Fv+Fv+Fv+++带电粒子在磁场中运动时，洛伦兹力对带电粒子是否做功？想一想:带电粒子在磁场中运动时，洛伦兹力对带电粒子是否洛伦兹力只改变速度的方向，不改变速度的大小，所以洛伦兹力对电荷不做功。洛伦兹力只改变速度的方向，不改变速度的大小，所以洛伦兹力对电例、下列关于磁场对运动电荷的洛仑兹力的说法中正确的是（）A．运动电荷在某处不受洛仑兹力作用，则该处的磁感应强度一定为零；B．运动电荷在磁场中一定受到洛仑兹力；C．安培力是洛伦兹力的微观表现，洛伦兹力是安培力的宏观表现；D．洛仑兹力对运动电荷一定不做功；E.洛仑兹力既不能改变带电粒子的动能，也不能改变带电粒子的速度D例、下列关于磁场对运动电荷的洛仑兹力的说法中正确的是（当电荷垂直射入匀强磁场时，在洛伦兹力

作用下电荷作匀速圆周运动。周期T的大小与带电粒子在磁场中的运动速率和半径无关。只与磁场的磁感应强度B和粒子的荷质比q/m有关．考试时要先写原始式：才能写出R和T的表达式，不能直接写出．三，带点粒子在磁场中的运动当电荷垂直射入匀强磁场时，在洛伦兹力

作用下电荷作(1)圆心的确定

因为洛伦兹力F指向圆心，根据F⊥v，画出粒子运动轨迹中任意两点(一般是射入和射出磁场两点)，先作出切线找出v的方向再确定F的方向，沿两个洛伦兹力F的方向画其延长线，两延长线的交点即为圆心，或利用圆心位置必定在圆中一根弦的中垂线上，作出圆心位置，

(1)圆心的确定

因为洛伦兹力F指向圆心，根据F⊥v，画出粒(2)半径的确定和计算利用平面几何关系，求出该圆的可能半径(或圆心角)，并注意以下几何特点：粒子速度的偏向角等于转过的圆心角α，并等于AB弦与切线的夹角(弦切角)θ的2倍，如右图所示，即＝α＝2θ.(2)半径的确定和计算粒子速度的偏向角等于转过的圆心AO300BVVdP

如图所示，一电量为q的带电粒子，（不计重力）自A点垂直射入磁感应强度为B，宽度为d的匀强磁场中，穿过磁场的速度方向与原来入射方向的夹角为300，则该电荷质量m是————，穿过磁场所用的时间t为———由几何知识：弧AB所对应的圆心角θ=300,OB=OA即为半径r。故：AO300BVVdP如图所示，一电量为②穿过圆形磁场区：如右图所示，画好辅助线(半径、速度、轨迹圆的圆心、连心线)．a．带电粒子在穿过磁场时的偏向角可由求出(θ、r和R见图标)；b．带电粒子在磁场中经历的时间由t＝得出．②穿过圆形磁场区：如右图所示，画好辅助线(半径、速度、轨迹圆3、洛伦兹力的应用（1）解释极光现象：来自太阳的高速带电粒子到达南北极上空，在地磁场中粒子受洛伦兹力而偏转，再与空气分子碰撞而使空气发出耀眼夺目的极光。3、洛伦兹力的应用（1）解释极光现象：来自太阳的高速带电粒（2）制成电视显像管：显像管中阴极发出的电子在磁场中偏转，偏转后的电子打在荧光屏上各个区域，使荧光屏发光，显现出各类图像。（2）制成电视显像管：显像管中阴极发出的电子在磁场中偏转，偏小结1、实验结论：磁场对运动电荷产生作用2、洛伦兹力（1）含义：运动电荷在磁场中受到的力（2）大小：①为的宏观表现②推导③特殊式：

时，=qvB④一般式：

夹角为时，

=(3)方向：左手定则判断①跟B、v垂直

②只改变v方向而不改变大小③永不做功，=0小结1、实验神奇的极光神奇的极光多彩的极光想知道极光形成的奥秘吗？多彩的极光想知道极光形成的奥秘吗？电视给人们的生活带来变化和舒适想知道电视怎样显现图像的吗？电视给人们的生活带来变化和舒适想知道电视怎样显现图像的吗？第4节磁场对运动电荷的作用——洛伦兹力第4节磁场对运动电荷的作用——洛伦兹力一、实验①未加磁场时电子流的轨迹是一条直线阴极射线管一、实验①未加磁场时电子流的轨迹是一条直线阴极射线管②加磁场时，电子流偏移NS结论：磁场对运动电荷产生作用NS结论：磁场对运动电荷产生作用二、洛伦兹力（1）定义：运动电荷在磁场中受到的磁场力（2）洛伦兹力与安培力相比较安培力是洛伦兹力的宏观表现，但各自的表现形式不同，洛伦兹力对运动电荷永远不做功，而安培力对通电导线可做正功，可做负功，也可不做功．二、洛伦兹力（1）定义：运动电荷在磁场（2）洛伦兹力与安培力（3）推导：如图，设有一通电导体垂直置于磁场中，导体中单位体积的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q，电荷的速率为v，在时间t内，横截面S上的电荷通过的位移为，通过的体积为，则体积V内的电荷数目为：总电荷量为电荷定向运动产生的电流为（3）推导：如图，设有一所以，安培力的公式又可写为又为N个叠加起来的合力所以有这就是v与B垂直时，运动电荷的洛伦兹力公式（a）特殊式：所以，安培力的公式又可写为

（b）一般式：当v与B夹角为时，将B分解为平行于v分量B∥=

B∥不产生洛伦兹力；垂直于v的分量，对q产生的洛伦兹力为这就是v与B夹角为时，洛伦兹力的一般式。（b）一般式：当v与B夹角为时，（4）洛伦兹力的方向（左手定则）让磁感线垂直穿过左手心，四指指向正电荷运动方向，拇指指向洛伦兹力方向。负电荷的受力方向与正电荷相反。（4）洛伦兹力的方向（左手定则）注意：①跟B、v垂直②只改变v方向而不改变大小③永不做功，=0注意：①跟B、v垂直项目内容力洛伦兹力f电场力F大小f＝qvB(v⊥B)F＝qE与速度关系v＝0或v∥B，f＝0与速度无关力方向与场方向的关系一定是f⊥B，f⊥v正电荷受电场力与场强方向相同，负电荷受电场力与场强方向相反做功情况任何情况下都不做功可能做正功、负功、也可能不做功力为零时场的情况f为零，B不一定为零F为零，E一定为零作用效果只改变电荷运动的速度方向，不改变速度大小既可以改变电荷的速度大小，也可以改变电荷的速度方向（5）洛伦兹力与电场力的比较项目内容力洛伦兹力f电场力F大小f＝qvB(v⊥B)F＝qE课堂练习1.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.洛伦兹力的功率为

D.电子的动能始终不变BD课堂练习1.电子以初速度V垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中2、初速度为零的质子，质量m=,经过电压U=的电场加速后，垂直进入磁感应强度为B=的匀强磁场中。质子受到的为多少？解：在电场中，动能定理：质子获得速率

在磁场中，质子的重力分析微观粒子（质子、电子）在磁场中运动时，G可忽略不计2、初速度为零的质子，质量m=例.一长螺线管通有变化的电流，把一个带电粒子(重力不计)沿管中心轴线射入管中，粒子将在管中

(

)A.做圆周运动

B.沿轴线来回运动C.做匀速直线运动

D.做匀加速直线运动C例.一长螺线管通有变化的电流，把一个带电粒子(重力不计)沿管若运动的电荷在磁场中仅受洛伦兹力作用,那么洛伦兹力会怎样改变电荷的运动状态呢?想一想:若运动的电荷在磁场中仅受洛伦兹力作用,那么洛Fv+Fv+Fv+Fv+Fv+Fv+++带电粒子在磁场中运动时，洛伦兹力对带电粒子是否做功？想一想:带电粒子在磁场中运动时，洛伦兹力对带电粒子是否洛伦兹力只改变速度的方向，不改变速度的大小，所以洛伦兹力对电荷不做功。洛伦兹力只改变速度的方向，不改变速度的大小，所以洛伦兹力对电例、下列关于磁场对运动电荷的洛仑兹力的说法中正确的是（）A．运动电荷在某处不受洛仑兹力作用，则该处的磁感应强度一定为零；B．运动电荷在磁场中一定受到洛仑兹力；C．安培力是洛伦兹力的微观表现，洛伦兹力是安培力的宏观表现；D．洛仑兹力对运动电荷一定不做功；E.洛仑兹力既不能改变带电粒子的动能，也不能改变带电粒子的速度D例、下列关于磁场对运动电荷的洛仑兹力的说法中正确的是（当电荷垂直射入匀强磁场时，在洛伦兹力

作用下电荷作匀速圆周运动。周期T的大小与带电粒子在磁场中的运动速率和半径无关。只与磁场的磁感应强度B和粒子的荷质比q/m有关．考试时要先写原始式：才能写出R和T的表达式，不能直接写出．三，带点粒子在磁场中的运动当电荷垂直射入匀强磁场时，在洛伦兹力

作用下电荷作(1)圆心的确定

因为洛伦兹力F指向圆心，根据F⊥v，画出粒子运动轨迹中任意两点(一般是射入和射出磁场两点)，先作出切线找出v的方向再确定F的方向，沿两个洛伦兹力F的方向画其延长线，两延长线的交点即为圆心，或利用圆心位置必定在圆中一根弦的中垂线上，作出圆心位置，

(1)圆心的确定

因为洛伦兹力F指向圆心，根据F⊥v，画出粒(2)半径的确定和计算利用平面几何关系，求出该圆的可能半径(或圆心角)，并注意以下几何特点：粒子速度的偏向角等于转过的圆心角α，并等于AB弦与切线的夹角(弦切角)θ的2倍，如右图所示，即＝α＝2θ.(2)半径的确定和计算粒子速度的偏向角等于转过的圆心AO300BVVdP

如图所示，一电量为q的带电粒子，（不计重力）自A点垂直射入磁感应强度为B，宽度为d的匀强磁场中，穿过磁场的速度方向与原来入射方向的夹角为300，则该电荷质量m是————，穿过磁场所用的时间t