[高二理化生]2007-2008河北师大附中精品课件磁场对运动电荷的作用力.ppt

1、第十五章 磁场,15.4磁场对运动电荷的作用,3. 安培力方向怎么判断？,1.产生安培力的条件是什么？,2. 安培力大小如何求解？,4.安培力的作用点如何确定？,通电导线放在磁场中,电流方向与磁场方向不平行.,左手定则,放在匀强磁场中的通电导线,安培力作用点在导线的中点.,1理论探索,猜想,磁场对运动电荷有力的作用，通电导线的安培力,可能是作用在大量运动电荷上力的宏观表现.,磁场对电流有力的作用 电流由电荷的定向移动形成,没有大胆的猜想,就没有伟大的发现.,2实验验证,运动电荷在磁场中受到的作用力，叫做洛伦兹力。,3.定义,4.罗伦兹力与安培力的关系：,洛伦兹力是安培力的微观本质。,安培力是罗

2、伦兹力的宏观表现,F安与f方向相同,运动电荷在磁场中,运动方向与磁场方向不平行., =0或1800时，即vB时，f=0,2.电流方向和电荷运动方向有什么关系？,4.洛伦兹力方向如何判断？,1. 安培力方向如何判定？,3.安培力的方向和洛伦兹力方向有什么关系？,左手定则,与正电荷运动方向相同，负电荷运动方向相反,相同,平面,左手定则,电荷的运动方向转化为电流方向。,洛伦兹力总是跟运动的电荷的速度方向垂直，所以洛伦兹力只能改变运动电荷的速度方向，而不改变速度的大小。洛伦兹力对带电粒子始终不做功！,洛伦兹力的方向既与磁场方向垂直，又与电荷运动速度方向垂直，因此，洛伦兹力方向垂直于磁场和电荷运动速度方

3、向所决定的平面,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，四指指向电流方向(正电荷运动的方向或负电荷运动的反向），那么,大拇指所指的方向就是运动电荷所受洛伦兹力的方向。,5.洛伦兹力方向特点？,（2）,f垂直纸面向外,f0,（3）,（4）,（1）,每个电荷的带电量：q 横截面积：S 单位体积的电荷数：n 定向移动的速率：v,通电导体的长度：L 磁感应强度:B,公式推导,适用条件匀强磁场vB,问题6：若 v与B间的夹角为, 电荷受到的洛伦兹力如何求解？, =0或1800时，即vB时，f=0, =90时，即vB时，f=qvB；,f=qvB=qvBsin

4、,适用条件:匀强磁场,角为电荷运动方向和磁场方向的夹角,q=210-8 C，v=4103 m/s， B=0.5T,f =410-5 N,f =210-5 N,垂直纸面向里,1.产生条件,电荷在磁场中运动，且运动方向与磁场方向不平行,2. 大小,f=qvBsin, =0或1800时，即vB时，f=0, =90时，即vB时，f=qvB；,角为电荷运动方向和磁场方向的夹角,适用条件：匀强磁场,3.方向,安培力的方向和洛伦兹力方向相同，应用左手定则判断洛伦兹力的方向，注意电流方向与正电荷运动方向相同，负电荷运动方向相反,洛伦兹力方向总是垂直于磁场方向和电荷运动方向所决定的平面，洛伦兹力对电荷始终不做功

5、,例1.带电粒子以 v 沿螺线管中轴线进入螺线管,不计重力，粒子 A.速度大小改变 B.速度大小不变 C.速度方向改变 D.速度方向不变,B D,讨论:弱螺线管中通有正弦交流电,带电粒子将做什么运动？,例2.带电为+q的粒子在匀强磁场中运动，下面说法中正确的是 A只要速度大小相同，所受洛仑兹力就相同 B如果把+q改为-q，且速度反向大小不变，则洛仑兹力的大小，方向均不变 C洛仑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带电粒子受洛伦兹力小,则该磁场的磁感应强度小,B,例2如图示，一带负电的小滑块从粗糙的斜面顶端滑至底端时的速率为v；若加一个垂直纸面向外的匀强磁场，并保证

6、小滑块能滑至底端，则它滑至底端时的速率将（ ） A、变大 B、变小 C、不变 D、条件不足，无法判断,B,例3如图所示，一个倾角为37足够长的斜面，固定地放置在磁感强度B=5T的匀强磁场中，质量为m=1.0102 kg，电量为q=8.0103 C的带正电小球，在斜面上由静止释放，那么小球能无摩擦地滑行多远？（g取10m/s2）,例4.如图，在真空中，匀强电场的方向竖直向下，匀强磁场的方向垂直于纸面向里。三个油滴a、b、c带有等量同种电荷，其中a静止、b向右匀速运动、c向左匀速运动，则三个油滴质量关系是：,A.Ga最大 B.Gb最大 C.Gc最大D.Gb最小,C,例5.在磁感强度为的匀强磁场中,

7、有一个单摆,如图，摆球的质量为m，带电量为q，摆线长为，当摆角小于10时，从点由静止开始释放，那么在摆动过程中：,.该单摆的周期与磁感应强度及摆球带电量q无关 .摆球在最低点时，绳子的张力一定比在点时的张力大 .若不计空气阻力，摆球的机械能仍守恒 .摆球在最低点，速度不为零，但加速度可能为零,A, ,例6.已知E、B、m、q，求沿直线通过场区的粒子的速度V,v与q、m无关,匀速直线运动,qvB = qE,v = E / B,若为负电荷，电场力和洛伦兹力都反向,只要速度v=E/B就能沿直线通过场区., V0E/B,qv0BqE 粒子向负极板偏转, ,粒子的运动是匀变速曲线运动吗？,如何求出场时速

8、度V?,若V0E/B, ,qv0BqE 粒子向正极板偏转,粒子的运动是匀变速曲线运动吗？,如何求出场时速度V?,+ + + + + +,- - - - - -, ,例7.磁流体发电机。等离子体以v垂直射入加有匀强磁场B的a、b两板间两板距离为d，求发电机电动势。,qvB=qU/d,E=U=Bdv,d,I,例8.厚度为h,宽度为d的导体板放在垂直于它的磁感应强度为B的匀强磁场中,当电流I通过导体板时,在导体板的上侧面A和下侧面A之间会产生电势差U,这种现象被称为霍尔效应.已知单位体积内自由电子数n,求 1.哪个面电势高？2.上下表面电势差。,B, ,+ + + + + +,- - - - - -,上表面带负电,下板电势高.,上下表面电势差,2、如图所示，质量为m，电量为+q的小球，可在半径为R的半圆形光滑的绝缘轨道两端点M、N之间来回滚动，磁场B垂直于轨道平面，小球在M（N）处速度为零。若小球在最低点的最小压力为零，则B= ，小球对轨道最低点的最大压力为 。,四.应用实例,1.地磁场对