高中物理《磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力》課件二（36張PPT）

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歡迎進(jìn)入物理課堂 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1 知道什么是洛倫茲力 利用左手定則判斷洛倫茲力的方向 2 知道洛倫茲力大小的推理過(guò)程 3 掌握垂直進(jìn)入磁場(chǎng)方向的帶電粒子 受到洛倫茲力大小的計(jì)算 4 了解v和B垂直時(shí)的洛倫茲力大小及方向判斷 理解洛倫茲力對(duì)電荷不做功 5 了解電視顯像管的工作原理 第三章磁場(chǎng) 3 5磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力 洛倫茲力 復(fù)習(xí)回顧 方向 運(yùn)用左手定則判斷安培力的方向 安培力 1 磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力 大小 左手定則 為B和I之間的夾角 2 通電導(dǎo)線中的電流是怎樣形成的呢 思考 既然磁場(chǎng)對(duì)電流有力的作用 而電流是由電荷的定向移動(dòng)形成的 那么磁場(chǎng)是否對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷也有作用力呢 電荷的定向移動(dòng)形成的 為什么磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線有作用力 電子射線管的原理 從陰極發(fā)射出來(lái)電子 在陰陽(yáng)兩極間的高壓作用下 使電子加速 形成電子束 轟擊到長(zhǎng)條形的熒光屏上激發(fā)出熒光 可以顯示電子束的運(yùn)動(dòng)軌跡 讓事實(shí)說(shuō)話 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 在沒(méi)有外磁場(chǎng)時(shí) 電子束沿直線運(yùn)動(dòng) 將蹄形磁鐵靠近陰極射線管 發(fā)現(xiàn)電子束運(yùn)動(dòng)軌跡發(fā)生了彎曲 結(jié)論 磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有作用力 荷蘭物理學(xué)家 他是電子論的創(chuàng)始人 相對(duì)論中洛倫茲變換的建立者 并因在原子物理中的重要貢獻(xiàn) 塞曼效應(yīng) 獲得第二屆 1902年 諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng) 被愛(ài)因斯坦稱為 我們時(shí)代最偉大 最高尚的人 荷蘭物理學(xué)家洛倫茲 Lorentz 1853 1928 運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的作用力磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力 磁場(chǎng)對(duì)電流有安培力的作用 而電流是由電荷定向運(yùn)動(dòng)形成的 且磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有洛倫茲力的作用 所以安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn) 一 洛倫茲力的定義 為什么磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線有作用力 安培力 洛侖茲力 磁場(chǎng)對(duì)電流的作用 磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用 因 果 微觀原因 宏觀表現(xiàn) 1 判定安培力方向 2 電流方向和電荷運(yùn)動(dòng)方向的關(guān)系 3 安培力方向和洛倫茲力方向的關(guān)系 4 電荷運(yùn)動(dòng)方向 磁場(chǎng)方向 洛倫茲力方向的關(guān)系 想一想 二 洛倫茲力的方向 左手定則 伸開(kāi)左手 使拇指與其余四指垂直且處于同一平面內(nèi) 讓磁感線從掌心進(jìn)入 使四指指向正電荷運(yùn)動(dòng)的方向 拇指所指的方向就是正電荷所受洛倫茲力的方向 如果是負(fù)電荷 我們應(yīng)如何判定洛倫茲力的方向 四指的方向 電流的方向 正電荷的運(yùn)動(dòng)方向負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的反方向 二 洛倫茲力的方向 B F垂直于紙面向外 F垂直于紙面向外 甲 乙 丙 丁 訓(xùn)練鞏固 試判斷下圖中的帶電粒子剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)所受洛倫茲力的方向 B B B 1 以相同速度進(jìn)入同一磁場(chǎng)的正 負(fù)電荷受到的洛倫茲力方向相反 2 洛倫茲力的方向垂直于v和B組成的平面 B F洛 v 心得體會(huì) 洛倫茲力大小可能會(huì)與哪些因素有關(guān) 當(dāng)電荷運(yùn)動(dòng)方向跟磁場(chǎng)方向垂直時(shí)洛倫茲力的大小跟三個(gè)因素相關(guān) 1 磁感應(yīng)強(qiáng)度B 2 電荷量q 3 電荷運(yùn)動(dòng)快慢v 三 洛倫茲力的大小 設(shè)有一段長(zhǎng)為L(zhǎng) 橫截面積為S的直導(dǎo)線 單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n 每個(gè)自由電荷的電荷量為q 自由電荷定向移動(dòng)的速率為v 這段通電導(dǎo)線垂直磁場(chǎng)方向放入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 求 三 洛倫茲力的大小 1 通電導(dǎo)線中的電流 2 通電導(dǎo)線所受的安培力 3 這段導(dǎo)線內(nèi)的自由電荷數(shù) 4 每個(gè)電荷所受的洛倫茲力 單位 F N q C v m s B T 電荷量為q的粒子以速度v運(yùn)動(dòng)時(shí) 如果速度方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直 那么粒子所受的洛倫茲力為 v垂直B 三 洛倫茲力的大小 問(wèn)題 若帶電粒子不垂直射入磁場(chǎng) 粒子受到的洛倫茲力又如何呢 B v F V2 V1 當(dāng)運(yùn)動(dòng)電荷的速度v方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度B方向的夾角為 電荷所受的洛倫茲力大小為 單位 F N q C v m s B T 三 洛倫茲力的大小 F洛 qvB 1 60 10 19 3 106 0 10N 4 8 10 14N 電子的速率v 3 106m s 垂直射入B 0 10T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 它受到的洛倫茲力是多大 課堂練習(xí) 解 因?yàn)関垂直B 所以所受洛倫茲力大小 當(dāng)一帶正電q的粒子以速度v沿螺線管中軸線進(jìn)入該通電螺線管 若不計(jì)重力 則 A 帶電粒子速度大小改變B 帶電粒子速度方向改變C 帶電粒子速度大小不變D 帶電粒子速度方向不變 CD 課堂練習(xí) 電荷量為 q的粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng) 下列說(shuō)法正確的是 A 只要速度大小相同 所受洛倫茲力就相同B 如果把 q改為 q 且速度反向 大小不變 則洛倫茲力的大小方向不變C 洛倫茲力方向一定與電荷速度方向垂直 磁場(chǎng)方向一定與電荷運(yùn)動(dòng)方向垂直D 粒子的速度一定變化 B 課堂練習(xí) 來(lái)自宇宙的質(zhì)子流 以與地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一點(diǎn) 則這些質(zhì)子在進(jìn)入地球周?chē)目臻g時(shí) 將 A 豎直向下沿直線射向地面B 相對(duì)于預(yù)定地面向東偏轉(zhuǎn)C 相對(duì)于預(yù)定點(diǎn)稍向西偏轉(zhuǎn)D 相對(duì)于預(yù)定點(diǎn)稍向北偏轉(zhuǎn) B 課堂練習(xí) 瑞典斯特哥爾摩的極光 美國(guó)阿拉斯加州的極光 北極極光 德國(guó)下薩可森州極光 冰島的極光 人類首次拍到南北極光 同放光彩 奇景 以正電荷為例 在太陽(yáng)創(chuàng)造的諸如光和熱等形式的能量中 有一種能量被稱為 太陽(yáng)風(fēng) 這是一束可以覆蓋地球的強(qiáng)大的帶電亞原子顆粒流 該太陽(yáng)風(fēng)在地球上空環(huán)繞地球流動(dòng) 以大約每秒400公里的速度撞擊地球磁場(chǎng) 磁場(chǎng)使該顆粒流偏向地磁極下落 它們與氧和氮的原子碰撞 擊走電子 使之成為激發(fā)態(tài)的離子 這些離子發(fā)射不同波長(zhǎng)的輻射 產(chǎn)生出紅 綠或藍(lán)等色的極光特征色彩 形成極光 在南極地區(qū)形成的叫南極光 在北極地區(qū)同樣可看到這一現(xiàn)象 稱之為北極光 1 洛倫茲力 磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)2 洛倫茲力方向 左手定則F VF B3 洛倫茲力大小 F洛 qVBsin V BF洛 qVBV BF洛 0 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全