粤教版高中物理选修第三章第节《研究洛伦兹力》.pptVIP

选修3-1 第三章 磁场 第5节 《研究洛伦兹力》 2013.11.13 1、磁场对________的作用力称为洛伦兹力． 运动电荷 第五节：研究洛伦兹力 2、洛伦兹力的方向符合左手定则： ——伸开左手，是大拇指跟其余四指垂直，且处于同一平面内，把手放入磁场中，磁感线垂直穿过_______，四指指向________运动的方向，那么，拇指所指的方向就是正电荷所受___________的方向。 洛伦兹力 正电荷 手心 3、垂直磁场方向进入磁场的运动电荷，受到的洛伦兹力的大小用公式表示为__________． F＝Bvq 4、如果运动电荷的方向与磁场方向的夹角为θ时，洛伦兹力的大小为__________， 方向仍可用____________判定． F＝Bvqsinθ 左手定则 第五节：研究洛伦兹力 6、如右下图所示，在阴极射线管的正下方平行放置一根通有足够强直线电流的长直导线，且导线中电流方向水平向右，则阴极射线将会（ ） A、 向上偏转 B、向下偏转 C、向纸内偏转 D、向纸外偏转 A 〖实验〗 磁场对运动电荷有力的作用——这个力叫洛伦兹力 第五节：研究洛伦兹力 第五节：研究洛伦兹力 推理与猜想： 磁场对电流有安培力的作用，而电流又是由于运动电荷形成，洛伦兹力与安培力存在什么关系？ 而洛伦兹力是安培力的微观表现 。 所以磁场对电流的安培力可能是磁场对运动电荷的作用力的宏观表现 ； 第五节：研究洛伦兹力 一、洛伦兹力的方向 洛伦兹力的方向符合左手定则： ——伸开左手，是大拇指跟其余四指垂直，且处于同一平面内，把手放入磁场中，磁感线垂直穿过手心，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。 若是负电荷运动的方向，那么四指应指向其反方向。 第五节：研究洛伦兹力 一、洛伦兹力的方向 关于洛伦兹力的说明： 1、洛伦兹力的方向垂直于v和B组成的平面 ； 2、洛伦兹力永远与速度方向垂直 ； 3、洛伦兹力对电荷不做功 ； 4、洛伦兹力只改变速度的方向，不改变速度的大小。 ——洛伦兹力对电荷只起向心力的作用，故只在洛伦兹力的作用下，电荷将作匀速圆周运动。 ←关键点 第五节：研究洛伦兹力 〖例题1〗判断图中带电粒子所受洛伦兹力的方向： 〖例题2〗依运动轨迹，判断图中带电粒子的电性： 第五节：研究洛伦兹力 二、洛伦兹力的大小 如右图所示，直导线长L，电流为I，导线中运动电荷数为n，截面积为S，电荷的电荷量为q，运动速度为v 1、公式导出: 所以洛伦兹力为f=F/n=BLI/n 因为I=NqSv(N为单位体积的电荷数) 所以f=（NqSvLB）/n=(NSL/n).qvB 式中n=NSL 故f=qvB 则安培力为F=BIL=nf 第五节：研究洛伦兹力 一、洛伦兹力的大小 2、大小特点： ⑴只有运动电荷受洛伦兹力，静止电荷不受洛仑兹力； ⑵电荷垂直进入磁场时，洛伦兹力最大，平行磁场时不受洛伦兹力； 可见：电荷在磁场中是否受洛伦兹力与电荷的运动情况有关 ?当B与v垂直时：F＝Bvq. ?B与v平行时：F＝0. ?当B与v成θ角时：F＝Bvq·sinθ，θ是B与v的夹角． 第五节：研究洛伦兹力 一、洛伦兹力的大小 ?只有大小变化 ； ?只有方向变化 ； ?大小、方向同时变化 。 出现以上各种情况均与运动电荷的速度变化情况相对应。 ④带电粒子垂直匀强磁场方向做匀速直线运动时，洛伦兹力是恒力。 ⑶洛伦兹力可以是恒力（大小、方向均不变），也可以是变力，有三种变化方式： 第五节：研究洛伦兹力 一、洛伦兹力的大小 4、洛伦兹力与安培力的区别与联系 ⑴区别 ?洛伦兹力是单个运动电荷在磁场中受到的力，而安培力是导体中所有定向移动的自由电荷受到的洛伦兹力的宏观表现。 ?尽管安培力是自由电荷定向移动时受到的洛伦兹力的宏观表现，但也不能认为安培力就简单地等于所有定向移动电荷所受洛伦兹力的和，一般只有当导体静止时才能这样认为。 ?洛伦兹力不论是恒力还是变力，始终与电荷运动方向垂直，一定不做功；但安培力却可以做功，此时，通电导体一定是运动的。 ⑵联系：洛伦兹力和安培力在本质上都是运动电荷在磁场中所受的磁场力。 第五节：研究洛伦兹力 〖例题3〗质量为m，带电量为q的带电粒子，以速率v垂直进入如下图所示的匀强电场中，恰好做匀速直线运动。求：磁场的磁感应强度及带电粒子的电性？ 第五节：研究洛伦兹力 解：由于物体所受重力的方向竖直向下，所以洛伦兹力的方向一定竖直向上，这样才能使物体做匀速直线运动。物体带正电。 第五节：研究洛伦兹力 三、速度选择器 在电、磁场中，若不计重力，则：qE=qvB 所以 v=E/B 1、速度选择器只选择速度，与电荷的正负无关； 2、注意电场和磁场