运动电荷在磁场中受到的力.ppt

运动电荷在磁场中受到的力 第1页，共32页。 生活中的现象 第2页，共32页。 《山海经》记载：极北有个神仙，形貌如一条蛇，在夜空中闪闪发光，它的名字叫触龙。 第3页，共32页。 第4页，共32页。 太阳喷射出的带电粒子（称太阳风）受地球磁场的作用而进入地球的两极地区，轰击高层大气气体使其电离的彩色发光现象称为极光 第5页，共32页。 知识回顾 判断下列图中安培力的方向： F F 电流是如何形成的？ 第6页，共32页。 磁场对通电导线（电流）有力的作用，而电流是电荷的定向运动形成的，由此你会想到了什么？ 磁场可能对运动电荷有力的作用。 导体中的电流是由电荷的定向移动产生的 第7页，共32页。 阴极 阳极 狭缝 荧光板 电子束 真空阴极射线管 实验：用阴极射线管研究磁场对运动电荷的作用。 实验验证 第8页，共32页。 当电子射线管的周围不存在磁场时， 电子的运动轨迹是直线 当电子射线管的周围存在磁场时， 电子的运动轨迹是曲线 磁场对运动电荷有力的作用 结论 第9页，共32页。 一、洛伦兹力 1、运动电荷在磁场中受到的力称为洛伦兹力. 2.洛伦兹力与安培力的关系： 洛伦兹力 宏观 安培力 微观 第10页，共32页。 洛伦兹（1853—1928） 洛伦兹，荷兰物理学家，首先提出磁场对运动电荷有作用力的观点。 洛伦兹创立了经典电子论，提出了洛伦兹变换公式，1902年与其学生塞曼共同获得诺贝尔物理学奖。为纪念洛伦兹的卓著功勋，荷兰政府决定从1945年起，把他的生日定为“洛伦兹节”。 第11页，共32页。 猜想：能不能用左手定则来判定？ 推理：我们曾经用左手定则判定安培力的方向。大量定向移动电荷所受洛伦兹力宏观表现为安培力，因此，可以用左手定则判定洛伦兹力的方向。 洛仑兹力F洛的方向如何确定？ 思考 第12页，共32页。 洛伦兹力的方向----左手定则 v 1、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，让磁感线穿入手心，使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。 2、 如果运动的是负电荷，则四指指向负电荷运动的反方向，那么拇指所指的方向就是负电荷所受洛伦兹力的方向。 F F v 第13页，共32页。 N S 下图中电子束的偏转方向？ 1 实验验证： 第14页，共32页。 S N ２ 实验事实证明左手定则适用于洛伦兹力方向的判定。 第15页，共32页。 洛伦兹力大小可能会与哪些因素有关? 当电荷运动方向跟磁场方向垂直时洛伦兹力的大小跟三个因素相关: 1.磁感应强度B 2.电荷量q 3.电荷运动快慢v 三、洛伦兹力的大小 第16页，共32页。 v v v v 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，求洛伦兹力 三、洛伦兹力的大小 第17页，共32页。 I F v v v v (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 第18页，共32页。 电荷量为q的粒子以速度v运动时,如果速度方向与磁感应强度方向垂直,那么粒子所受的洛伦兹力为 (v垂直B) 三、洛伦兹力的大小 问题:若带电粒子不垂直射入磁场,粒子受到的洛伦兹力又如何呢? 第19页，共32页。 θ θ V2 V1 第20页，共32页。 (v⊥B) (v∥B) 特例: 当运动电荷的速度v方向与磁感应强度B方向的夹角为θ，电荷所受的洛伦兹力大小为 三、洛伦兹力的大小 第21页，共32页。 1、下列各图中带电粒子刚刚进入磁场，试判断这时粒子所受洛伦兹力的方向 × × × × × × × × × + × × × × × × × × × V V + V V V + V FL + V 垂直纸面向外 垂直纸面向里 + V FL FL FL FL=0 FL=0 课堂练习: 第22页，共32页。 2：为了研究某种放射源发出的未知射线，物理探究者把放射源置于匀强磁场中，射线分裂成a、b、c三束，请分析三束射线的电性。 第23页，共32页。 * * F=BIL=4×10-2 T×1 A×0.1 m=4×10-3 N 1.安培力是洛伦兹力的宏观表现。 2.洛伦兹力是安培力的微观本质。