选修3-1《3.5 运动电荷在磁场中受到的力》.ppt

§3.5运动电荷在磁场中受到的力 主页 §3.5运动电荷在磁场中受到的力 主页 * * §3.5 运动电荷 在磁场中的受力 物理组 孙 文 洛伦兹——“我们时代最伟大最尊贵的人”。 1、运用左手定则判断安培力的方向 I I 2、磁场对电流有力的作用，电流是怎样形成的呢？ F F 复习 ３、那么我们是否可以想到磁场对运动电荷也有作用力呢？ 运动电荷在磁场中会受到作用力吗？ I 【推理与猜想】 电子射线管实验 磁场对运动电荷的作用力叫做 洛伦兹力 － v f － v f － v f － v f － v f － v f I F安 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 安培力是洛伦兹力的宏观表现 洛伦兹力是安培力的微观本质 一.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使正电荷所受 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 一、洛伦兹力的方向 v v B v f f 垂直纸面向外 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 1、可见：以相同速度进入同一磁场的正负电荷受到的洛伦兹力方向相反。 2、安培力方向由左手定则判断。（我们知道安培力的方向既垂直于磁场方向，又垂直于电流方向，同样也用左手定则判断洛伦兹力f的方向）也是既垂直于磁场B的方向又垂直于电荷运动速度v的方向 －－－左手定则 巩固练习 试判断各图中带电粒子受洛伦兹力的方向，或带电粒子的电性、 或带点粒子的运动方向。 v f f v v 洛伦兹力方向 垂直纸面向里 洛伦兹力方向 垂直纸面向外 v 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。 洛伦兹力永远与速度方向垂直。 2.洛伦兹力对电荷不做功 3.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，电荷将作什么运动？ －－－匀速圆周运动。 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情况如何 v0 1、当带电粒子的运动方向与磁场方向平行时，洛伦兹力最小f=0 如果带电粒子射入匀强磁场时,初速度vo跟磁感强度B的方向平 行,粒子将做什么运动？ 以初速度v0做匀速直线运动 二、洛伦兹力的大小 我们知道：当电流方向跟磁场方向平 行时安培力等于0 2、当带电粒子的运动方向与磁场方向垂 直时，洛伦兹力f最大； v q B 【思考与讨论】: 洛伦兹力大小可能会与哪些因素有关? 二.洛伦兹力的大小 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： 磁感应强度B 电荷量q 电荷运动快慢 v 3.洛伦兹力的大小 若有一段长度为L的通电导线，横截面积为S，单位 体积中含有的自由电荷数为n，每个自由电荷的电量为q， 定向移动的平均速率为v，将这段导线垂直于磁场方向放 入磁感应强度为B的匀强磁场中。 推导：这段导体所受的安培力 ： I的微观表达式 ： 这段导体中含有的自由电荷数： 每个自由电荷所受的洛伦兹力大小 ： F=BIL I=nqsv N=nLs 【思考与讨论】 vt v s v 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=qVB (V垂直B） B1 B2 安培力是洛伦兹力的集体表现，洛伦兹力是安培力产生的原因。 2.大小关系：F安＝NF洛（N是导体中运动的电荷数） 3.方向关系：F安与F洛方向相同 4.F安与F洛本质都是磁场对运动电荷的作用力 1、当一带正电q的粒子以速度v沿螺线管中轴线进入该通电螺线管，若不计重力，则 [??? ] A．带电粒子速度大小改变； B．带电粒子速度方向改变； C．带电粒子速度大小不变； D．带电粒子速度方向不变。 CD §3.5运动电荷在磁场中受到的力 主页 §3.5运动电荷在磁场中受到的力 主页 * *