洛仑兹力公开课(冯).pptVIP

极光在地球南北两极附近地区的高空，夜间常会出现灿烂美丽的光辉。它轻盈地飘荡，同时忽暗忽明，发出红的、蓝的、绿的、紫的光芒。这种壮丽动人的景象就叫做极光。 磁场对运动电荷的作用力 ——洛伦兹力 1、判断安培力的方向： I I 2、安培力大小的一般计算方法： F F 一、复习 F安＝BILsin θ （ θ为B与L的夹角） 提出问题：安培力的微观原因是什么？ 推理与猜想： 磁场对电荷会有作用力吗？ 微观上电荷受到了安培力的最小分力 实验验证： 演示： 阴极射线在磁场中的偏转 【实验现象 】 在没有外磁场时，电子束沿直线运动，将磁铁靠近阴极射线管，发现电子束运动轨迹发生了弯曲。 【实验结论 】 磁场对运动电荷有力的作用。磁场对运动电荷的作用力叫做洛伦兹力. 安培力 洛仑兹力 磁场对电流的作用 磁场对运动电荷的作用 因 果 微观原因 宏观表现 洛仑兹力的方向如何判断? 二、探究洛伦兹力的方向： 小结： 1.F安是F洛共同作用下的效果。 2. F洛的方向也应该满足左手定则 洛伦兹力的方向----左手定则 v 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，让磁感线垂直穿过手心， 若四指指向正电荷运动的方向，那 么拇指所指的方向就是正电荷所受 洛伦兹力的方向。 2、若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 四指的方向 电流的方向 正电荷的运动方向 负电荷运动的反方向 洛伦兹力方向的判断步骤 ： 1.根据电荷的定向运动方向判定出电流方向。 2.伸开左手，让磁感线穿过掌心，用四指表示电流方向。 3.大拇指所指的方向就表示电荷所受的洛伦兹力的方向。 由此可知：洛仑兹力的方向垂直于速度和磁场组成的平面 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 例1： 竖直向上 垂直纸面向外 垂直纸面向内 水平向左 F B v 请判断速度的方向： 例2、光滑地面上。带正电的物体在磁场中向右运动，问这个物体受洛兹力的方向，物体一共受了几个力的作用 V 三、探究洛伦兹力的大小： 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 （1）电流强度I。 （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。 F (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 单位：F(N)，q(C)，v(m/s), B(T) I v v v v (适用条件：速度方向与磁场方向垂直) V ［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=Bqv (V垂直B） B1 B2 V2 V1 例3、氢核和 氦核以相同的速度垂直磁感线方向进入同一匀强磁场，两粒子质量之比为1：4，电量之比为1：2，则两带电粒子受洛仑兹力之比为 A、2：1 B、1：1 C、1：2 D、1：4 例4 、电子的速率v=3×106 m/s，垂直射入B=0.10 T的匀强磁场中，它受到的洛伦兹力是多大？，并与重力作比较 F洛=qvB =1.60×10-19×3×106×0.10 =4.8×10-14 N 解：由题意知v垂直B,由洛伦兹力公式得： 思考：根据洛伦兹力的方向与带电粒子运动方向的关系，请你推测：洛伦兹力对带电粒子运动的速度有什么影响？洛伦兹力对带电粒子做的功是多少？ 思考与讨论 （1）洛伦兹力方向与带电粒子的运动方向有什么关系？ 洛伦兹力方向与带电粒子运动方向垂直 （2）洛伦兹力带电粒子运动的速度有什么影响？ 只改变粒子速度的方向，不改变粒子速度的大小 （3）洛伦兹力对带电粒子做的功是多少？ 由于洛伦兹力方向始终与带电粒子运动方向垂直， 所以洛伦兹力对运动电荷不做功 F ⊥ v F ⊥ B 3、研究带电粒子在磁场中运动的轨道半径和周期 半径 周期 1、带电粒子在磁场中匀速圆周运动的条件 粒子垂直于磁场进入匀强磁场 2、粒子匀速圆周运动谁来提供向心力 周期与速度无关 课堂训练 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.电子的速度始终