2017-2018学年教科版选修3-1第三章第4节磁场对运动电荷的作用—洛伦兹力课件（32张）

课件32张PPT。3.4 磁场对运动电荷的作用—洛伦兹力第三章 磁场思考与讨论 电视机的内部显像管中，电子枪射出的是一束细细的电子束，为什么整个屏幕都能发光？若在电视机附近放置一个很强的磁铁，电视画面将会出现颜色失真的现象，这又是为什么？ 从宇宙深处射来的带电粒子为什么只在南北两极形成神秘莫测的极光？思考与讨论知识背景1.磁场对通电导线力的作用—安培力IF2.导线中的电流是由电荷的定向移动形成的，就象水流是由水分子定向移动形成一样．iiiiiiiiiiiiiI=Ni猜想……导线中的电流是由电荷的定向移动形成的iiiI=Ni磁场对通电导线有力的作用IFiiiI=NifffF=NF洛磁场对通电导线的力实际上是作用在运动电荷上的,安培力是这些力的宏观表现洛伦兹（1853—1928） 洛伦兹是荷兰物理学家、数学家，1853年7月18日生于阿纳姆。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”。一、洛伦兹力1、定义：运动电荷在磁场中受到的磁场力，称为洛伦兹力（Lorentz force）. （一般用F洛来表示洛伦兹力）洛伦兹（荷兰） Lorentz 1853—19282.理论推导 有一段静止导线长L，横截面积为S，单位体积内含有的自由电子数为n，每个电子的电荷量是e，设在时间△t内，自由电子沿导线移动了距离△x，则电子定向移动的速率 ，那么通过导线的电流是 我们已经知道，若长度是L的通电导线与磁场方向垂直，通过的电流是I，则匀强磁场B中受到的安培力大小为 设每个电子受到的磁场力是F洛，那么F=NF洛，N是这段导线所含有的自由电子总数，N=nSL，所以3.结论分析（1）e为电子所带电荷量，电荷量为q的运动电荷所受到的洛伦兹力可以表示为（2）带电粒子在磁场中所受洛伦兹力的方向，同样可以用左手定则判断.正电荷所受洛伦兹力的方向与B、v的关系可用图3-4-3表示，若带电粒子是负电荷，则受力方向与正电荷的受力方向相反.问题： 磁场对放入其中的通电导线有力的作用，磁场对运动电荷是否有力的作用？阴极射线管 若在阴阳两极间加上一高电压，阴极中的炽热的金属丝发射出的电子束，将在荧光屏上激发出荧光。二、带电粒子在磁场中的运动2.洛伦兹力的方向1.实验现象：(1)没有加磁场时，电子束直线前进； (2)加了磁场后，电子束的运动径迹发生弯曲。2.洛伦兹力的方向第一步：伸出左手 第二步：让磁感线垂直穿过手心 第三步：四指———��指向正电荷的运动方向 ②指向负电荷运动的反向 第四步：大拇指所指方向就是电荷所受洛伦兹力的方向 洛伦兹力的方向既跟磁场方向垂直F洛⊥B，又跟电荷的运动方向垂直F洛⊥v，故洛伦兹力的方向总是垂直于磁感线和运动电荷所在的平面，即: F洛 ⊥Bv平面3.洛伦兹力方向的判断--左手定则3.洛伦兹力方向的判断--左手定则4.洛伦兹力的方向：F洛⊥B，且 F洛⊥v ,F洛⊥vB平面例1.判断运动电荷在磁场中受力方向试一试f洛f洛f洛垂直纸面向里 f洛［想一想］若此电子不垂直射入磁场， 电子受到的洛伦兹力又如何呢 ？（θ为B、v 的夹角）5.洛伦兹力的大小当v⊥B时，F洛=qvB 当v∥B时，F洛=0 当B、v 的夹角为θ时，6.洛伦兹力的特点 只改变运动电荷速度的方向，不改变运动电荷速度的大小. 结论：洛伦兹力对运动电荷永远不做功! 如图3-4-4所示，一个带正电荷q的带电粒子，在磁感应强度为B的匀强磁场中，以垂直于磁场的方向运动，粒子所受洛伦兹力大小恒为F洛=qvB ，方向总跟速度方向垂直。 7.带电粒子在磁场中的运动轨迹 我们通过力学的学习已经知道，如果一个物体只受一个垂直于运动方向且大小不变的力的作用，并且这个力始终在同一个平面内，则这个物体将做匀速圆周运动。 因此，带电粒子在匀强磁场中必定做匀速圆周运动 ... ...