湖南省新田县第一中学高中物理 3.5磁场对运动电荷的作用课件 新人教选修31.ppt

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1、复习：复习：1.什么是安培力？什么是安培力？2.安培力的方向如何确定？安培力的方向如何确定？有什么特点？有什么特点？3.安培力的大小如何计算？安培力的大小如何计算？2021/8/8 星期日1提出问题：提出问题：磁磁场场对对通通电电导导线线有有力力的的作作用用，电电流流是是由由电电荷荷的的定定向向移移动动形形成成的的；由由此此我我们们会会想想到到：磁磁场场对对运运动动电电荷有力的作用吗？荷有力的作用吗？2021/8/8 星期日215.5 15.5 磁场对运动电荷磁场对运动电荷 的作用力的作用力(1(1）2021/8/8 星期日3一、磁场对运动电荷存在作用力一、磁场对运动电荷存在作用力2021/8

2、/8 星期日4荷兰物理学家，他是电子论的创始人、相对论中洛伦兹变换的建立者，并因在原子物理中的重要贡献（塞曼效应）获得第二届（1902年）诺贝尔物理学奖。被爱因斯坦称为“我们时代最伟大，最高尚的人”。荷兰物理学家荷兰物理学家 洛伦兹洛伦兹(Lorentz，18531928)2021/8/8 星期日5二、洛伦兹力的方向二、洛伦兹力的方向伸伸开开左左手手，使使大大拇拇指指跟跟其其余余四四个个手手指指垂垂直直且且处处于于同同一一平平面面内内，把把手手放放入入磁磁场场中中，让让磁磁感感线线垂垂直直穿穿过过手手心心，四四指指指指向向电电流流方方向向，那那么么大大拇拇指指所所指指的的方方向向就就是运动电荷

3、所受的洛伦兹力方向是运动电荷所受的洛伦兹力方向（1 1）对对于于正正电电荷荷四四指指指指向向电电流流方方向向即即指向电荷的运动方向指向电荷的运动方向2021/8/8 星期日6如如果果是是负负电电荷荷,我我们们应应如如何何判定洛伦兹力的方向判定洛伦兹力的方向?FFvqv-q（2）对于负电荷四指指向电流方向即指）对于负电荷四指指向电流方向即指向电荷运动的反方向向电荷运动的反方向2021/8/8 星期日7如图表示磁场B的方向、电荷运动v的方向和磁场对运动电荷作用力f方向的相互关系，其中B、v、f的方向两两相垂直，不正确的图是()例题例题1：C2021/8/8 星期日8画出图中带电粒子所受洛仑兹力的方

4、向或粒子运动方向。例题例题2 2：2021/8/8 星期日9vvvv设设有有一一段段长长为为L，横横截截面面积积为为S的的直直导导线线，单单位位体体积积内内的的自自由由电电荷荷数数为为n，每每个个自自由由电电荷荷的的电电荷荷量量为为q，自自由由电电荷荷定定向向移移动动的的速速率率为为v.这这段段通通电电导导线线垂垂直直磁磁场场方方向向放放入入磁磁感感应应强强度度为为B的的匀匀强强磁磁场场中中，求求磁磁场场对对一一个个自自由由电电荷荷的的作作用用力。力。三、洛伦兹力的大小三、洛伦兹力的大小2021/8/8 星期日10IFvvvv(1)通电导线中的电流通电导线中的电流(2)通电导线所受的安培力通电

5、导线所受的安培力(3)这段导线内的自由电荷数这段导线内的自由电荷数(4)每个电荷所受的洛伦兹力每个电荷所受的洛伦兹力单位：单位：F(N)，q(C)，v(m/s),B(T)2021/8/8 星期日11f、v（正电荷）与B的方向关系示意Bfv2021/8/8 星期日12 若V与B方向不垂直，V与B方向的夹角为，洛伦兹力的大小该怎么表达？思考：2021/8/8 星期日13f、v（正电荷）与B的方向关系示意BvfB B 2021/8/8 星期日14带电粒子的速度方向和磁场不垂直：带电粒子的速度方向和磁场不垂直：2021/8/8 星期日151 1洛洛伦伦兹兹力力的的方方向向既既垂垂直直于于磁磁场场，又又

6、垂垂直直于于速速度度，即即垂垂直直于于v v和和B B所所组组成成的的平平面面2 2洛洛伦伦兹兹力力对对电电荷荷不不做做功功，只只改改变变速速度度的方向，不改变速度的大小的方向，不改变速度的大小四、洛伦兹力的特点四、洛伦兹力的特点 2021/8/8 星期日16 带带电电量量为为q q的的粒粒子子，在在匀匀强强磁磁场场中中运运动动，下下面面说说法法正正确确的是的是:():()A A只要速度大小相同，所受的洛伦兹力就相同只要速度大小相同，所受的洛伦兹力就相同（带带电电粒粒子子在在磁磁场场中中所所受受的的洛洛伦伦兹兹力力，不不但但与与速速度度大大小小有有关关，还还与与速速度度的的方方向向有有关关，当

7、当v v与与B B平平行行时时，不不管管v v、B B、q q多大，洛伦兹力总为零）多大，洛伦兹力总为零）B B如如果果把把q q改改为为q q，且且速速度度反反向向大大小小不不变变，则则所所受受的的洛伦兹力大小、方向均不变洛伦兹力大小、方向均不变 （将将q q改改为为q q，且且速速度度等等值值反反向向，这这时时形形成成的的电电流流方方向向仍仍跟跟原原来来相相同同，由由左左手手定定则则和和F=qvBF=qvB可可知知，洛洛伦伦兹兹力力不不变变）CC只要带电粒子在磁场中运动，就一定受洛伦兹力作用只要带电粒子在磁场中运动，就一定受洛伦兹力作用 （运动方向与磁场方向平行）（运动方向与磁场方向平行）

8、D D带电粒子受洛伦兹力小，则该磁场的磁感应强度小带电粒子受洛伦兹力小，则该磁场的磁感应强度小 （F=qvsin)F=qvsin)例题例题3 3：B2021/8/8 星期日17 例例题题4：一一个个质质量量m0.1g的的小小滑滑块块，带带有有q510-4C的的电电荷荷放放置置在在倾倾角角30的的光光滑滑斜斜面面上上(绝绝缘缘)，斜斜面面置置于于B0.5T的的匀匀强强磁磁场场中中，磁磁场场方方向向垂垂直直纸纸面面向向里里，如如下下图图所所示示，小小滑滑块块由由静静止止开开始始沿沿斜斜面面滑滑下下，其其斜斜面面足足够够长长，小滑块滑至某一位置时，要离开斜面，求：小滑块滑至某一位置时，要离开斜面，求

9、：(1)小滑块带何种电荷？小滑块带何种电荷？(2)小滑块离开斜面的瞬时速度多大？小滑块离开斜面的瞬时速度多大？(3)该斜面的长度至少多长？该斜面的长度至少多长？(g10m/s2)2021/8/8 星期日18瑞典斯特哥尔摩的极光美国阿拉斯加州的极光北极极光德国下萨可森州极光冰岛的极光2021/8/8 星期日19显象管的工作原理显象管的工作原理2021/8/8 星期日202021/8/8 星期日211.1.洛伦兹力：运动电荷在磁场中所受的磁场力叫洛伦兹洛伦兹力：运动电荷在磁场中所受的磁场力叫洛伦兹力力2.2.洛伦兹力的大小：洛伦兹力的大小：运动电荷速度方向与磁场方向平行时，洛伦兹力大小为运动电荷速

10、度方向与磁场方向平行时，洛伦兹力大小为F=0F=0运动电荷速度方向与磁场方向垂直时，洛伦兹力大小为运动电荷速度方向与磁场方向垂直时，洛伦兹力大小为F=qvBF=qvB当电荷运动方向与磁场方向夹角为当电荷运动方向与磁场方向夹角为 时，洛伦兹力大小时，洛伦兹力大小F=qvBsin.F=qvBsin.3.3.洛伦兹力的方向：由左手定则来判定洛伦兹力的方向：由左手定则来判定 小小 结结2021/8/8 星期日22下列说法中正确的是：（下列说法中正确的是：（）A磁场方向、电荷运动方向、洛磁场方向、电荷运动方向、洛仑兹力方向三者总是互相垂直的仑兹力方向三者总是互相垂直的B洛仑兹力方向一定既垂直于磁洛仑兹力

11、方向一定既垂直于磁场方向，又垂直于电荷运动方向场方向，又垂直于电荷运动方向C电荷运动方向与磁场方向可能电荷运动方向与磁场方向可能垂直，也可能不垂直，但洛仑兹力方向垂直，也可能不垂直，但洛仑兹力方向一定与磁场方向和运动方向都垂直一定与磁场方向和运动方向都垂直D根据电荷运动方向和洛仑兹力根据电荷运动方向和洛仑兹力方向，一定能确定磁场方向方向，一定能确定磁场方向例题BC（电荷正负）（电荷正负）（无洛力时）（无洛力时）2021/8/8 星期日23一个电子以速度一个电子以速度v逆着磁感线方向进入一匀强逆着磁感线方向进入一匀强磁场，它在磁场中将做（磁场，它在磁场中将做（）A加速直线运动加速直线运动B减速直

12、线运动减速直线运动C匀速圆周运动匀速圆周运动D匀速直线运动匀速直线运动(磁场方向与电荷运动方向平行）磁场方向与电荷运动方向平行）例题D2021/8/8 星期日24在阴极射线管上方平行放置一根通有强电流的在阴极射线管上方平行放置一根通有强电流的长直导线，其电流方向从右向左，如图，阴极长直导线，其电流方向从右向左，如图，阴极射线将（射线将（）A向纸内偏转向纸内偏转 B向纸外偏转向纸外偏转C向上偏转向上偏转 D向下偏转向下偏转例题C2021/8/8 星期日25 来自宇宙的质子流，以与地球表面垂直的来自宇宙的质子流，以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点，则这些质子在进入方向射向赤道上空的某一点，

13、则这些质子在进入地球周围的空间时，将地球周围的空间时，将()()A A竖直向下沿直线竖直向下沿直线射向地面射向地面B B相对于预定地面相对于预定地面向东偏转向东偏转C C相对于预定点稍向西偏转相对于预定点稍向西偏转D D相对于预定点稍向北偏转相对于预定点稍向北偏转BV V2021/8/8 星期日26人类首次拍到南北极光人类首次拍到南北极光“同放光彩同放光彩”奇奇景景2021/8/8 星期日27人类首次拍到南北极光人类首次拍到南北极光“同放光彩同放光彩”奇奇景景2021/8/8 星期日28+以正电荷为例以正电荷为例2021/8/8 星期日29 在太阳创造的诸如光和热等形式的能量中，在太阳创造的诸

14、如光和热等形式的能量中，有一种能量被称为有一种能量被称为“太阳风太阳风”。这是一束可以。这是一束可以覆盖地球的强大的带电亚原子颗粒流，该太阳覆盖地球的强大的带电亚原子颗粒流，该太阳风在地球上空环绕地球流动，以大约每秒风在地球上空环绕地球流动，以大约每秒400400公里的速度撞击地球磁场，磁场使该颗粒流偏公里的速度撞击地球磁场，磁场使该颗粒流偏向地磁极下落，它们与氧和氮的原子碰撞，击向地磁极下落，它们与氧和氮的原子碰撞，击走电子，使之成为激发态的离子，这些离子发走电子，使之成为激发态的离子，这些离子发射不同波长的辐射，产生出红、绿或蓝等色的射不同波长的辐射，产生出红、绿或蓝等色的极光特征色彩，形

15、成极光。在南极地区形成的极光特征色彩，形成极光。在南极地区形成的叫南极光。在北极地区同样可看到这一现象，叫南极光。在北极地区同样可看到这一现象，称之为北极光。称之为北极光。2021/8/8 星期日302021/8/8 星期日312021/8/8 星期日329、静夜四无邻，荒居旧业贫。2022/11/272022/11/27Sunday,November 27,202210、雨中黄叶树，灯下白头人。2022/11/272022/11/272022/11/2711/27/2022 3:36:38 PM11、以我独沈久，愧君相见频。2022/11/272022/11/272022/11/27Nov-

16、2227-Nov-2212、故人江海别，几度隔山川。2022/11/272022/11/272022/11/27Sunday,November 27,202213、乍见翻疑梦，相悲各问年。2022/11/272022/11/272022/11/272022/11/2711/27/202214、他乡生白发，旧国见青山。27 十一月 20222022/11/272022/11/272022/11/2715、比不了得就不比，得不到的就不要。十一月 222022/11/272022/11/272022/11/2711/27/202216、行动出成果，工作出财富。2022/11/272022/11/27

17、27 November 202217、做前，能够环视四周；做时，你只能或者最好沿着以脚为起点的射线向前。2022/11/272022/11/272022/11/272022/11/279、没有失败，只有暂时停止成功！。2022/11/272022/11/27Sunday,November 27,202210、很多事情努力了未必有结果，但是不努力却什么改变也没有。2022/11/272022/11/272022/11/2711/27/2022 3:36:38 PM11、成功就是日复一日那一点点小小努力的积累。2022/11/272022/11/272022/11/27Nov-2227-Nov-2

18、212、世间成事，不求其绝对圆满，留一份不足，可得无限完美。2022/11/272022/11/272022/11/27Sunday,November 27,202213、不知香积寺，数里入云峰。2022/11/272022/11/272022/11/272022/11/2711/27/202214、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。27 十一月 20222022/11/272022/11/272022/11/2715、楚塞三湘接，荆门九派通。十一月 222022/11/272022/11/272022/11/2711/27/202216、少年十五二十时，步行夺得胡马骑。2022

19、/11/272022/11/2727 November 202217、空山新雨后，天气晚来秋。2022/11/272022/11/272022/11/272022/11/279、杨柳散和风，青山澹吾虑。2022/11/272022/11/27Sunday,November 27,202210、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。2022/11/272022/11/272022/11/2711/27/2022 3:36:38 PM11、越是没有本领的就越加自命不凡。2022/11/272022/11/272022/11/27Nov-2227-Nov-2212、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿

20、。2022/11/272022/11/272022/11/27Sunday,November 27,202213、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。2022/11/272022/11/272022/11/272022/11/2711/27/202214、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。27 十一月 20222022/11/272022/11/272022/11/2715、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。十一月 222022/11/272022/11/272022/11/2711/27/202216、业余生活要有意义，不要越轨。2022/11/272022/11/2727 November 202217、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。2022/11/272022/11/272022/11/272022/11/27MOMODA POWERPOINTLorem ipsum dolor sit amet,consectetur adipiscing elit.Fusce id urna blandit,eleifend nulla ac,fringilla purus.Nulla iaculis tempor felis ut cursus.感感 谢谢 您您 的的 下下 载载 观观 看看专家告诉2021/8/8 星期日33