1.2运动电荷在磁场中受到的力（第一课时）ppt课件-（2019） 新人教版高中物理选择性必修二.pptx

1、磁场对运动电荷的作用力极光极光是如何形成的呢？思考：电流是怎样产生的呢？电荷的定向移电荷的定向移动产生电流动产生电流 磁场对放入其中的磁场对放入其中的电流电流有力的作用，而电流是有力的作用，而电流是因为因为电荷的定向电荷的定向移动形成的，那么是不是磁场对移动形成的，那么是不是磁场对运动电荷运动电荷也有力的作用？也有力的作用？回顾演示：演示：阴极射线在磁场中的偏转阴极射线在磁场中的偏转（1 1）没有磁场时，接通高压电源可以观）没有磁场时，接通高压电源可以观察到什么现象？察到什么现象？（2 2）若在电子束的路径上加磁场，可以）若在电子束的路径上加磁场，可以观察到什么现象？观察到什么现象？（3 3）

2、改变磁场的方向，）改变磁场的方向，可以观察到什么可以观察到什么现象？现象？洛伦兹力的方向1.实验探究：磁场对运动电荷是否有力的作用1.实验探究：磁场对运动电荷是否有力的作用（1）探究过程（1）（2）（3）洛伦兹力的方向1.实验探究：磁场对运动电荷是否有力的作用（2）探究结论a.b.磁场对运动电荷的作用力叫做磁场对运动电荷的作用力叫做洛伦兹力洛伦兹力洛伦兹力的方向洛伦兹（洛伦兹（1853185319281928） 洛伦兹是荷兰物理学家、数学家，洛伦兹是荷兰物理学家、数学家，18531853年年7 7月月1818日生于阿纳姆。洛伦兹日生于阿纳姆。洛伦兹创立了经典电子论，提出了洛伦兹变创立了经典电子

3、论，提出了洛伦兹变换公式，换公式，19021902年与其学生塞曼共同获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，荷兰政府决定从卓著功勋，荷兰政府决定从19451945年起，年起，把他的生日定为把他的生日定为“洛伦兹节洛伦兹节”。2.洛伦兹力洛伦兹力磁场磁场对对运动电荷运动电荷的作用力叫做的作用力叫做洛伦兹力洛伦兹力安培力安培力是是洛伦兹力洛伦兹力的的宏观表现宏观表现:大量运动电荷受力大量运动电荷受力洛伦兹力洛伦兹力是是安培力安培力的的微观本质微观本质:一个运动电荷受力一个运动电荷受力洛伦兹力的方向（1）定义：）定义：（2 2）安培力与洛伦兹力

4、的关系：）安培力与洛伦兹力的关系：vvff洛伦兹力的方向垂直于纸面向外垂直于纸面向外甲乙丙丁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 随堂练习 FB，Fv，即，即F垂直于垂直于B、v共共同确定的平面，但同确定的平面，但B与与v不一定垂直不一定垂直 v0洛伦兹力大小vqB洛伦兹力大小 设有一段长为设有一段长为L L，横截面积为，横截面积为S S的直导线，单位体积内的自由的直导线，单位体积内的自由电荷数为电荷数为n n，每个自由电荷的电荷量为，每个自由电荷的电荷量为q q，自由电荷定向移动的速，自由电荷定向移动的速率为率为v v。

5、这段通电导线垂直磁场方向放入磁感应强度为。这段通电导线垂直磁场方向放入磁感应强度为B B的匀强磁的匀强磁场中，求场中，求（1 1）电流强度）电流强度I I。（2 2）通电导线所受的安培力通电导线所受的安培力。（3 3）这段导线内的自由电荷数。）这段导线内的自由电荷数。（4 4）每个电荷所受的洛伦兹力。）每个电荷所受的洛伦兹力。推导：（阅读P8思考与讨论）洛伦兹力大小nSLN （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：通电导线所受的安培力：（3）这段导线内的自由电荷这段导线内的自由电荷数数 推导：F F安安BILBILB B（nqsvnqsv）vtvt洛伦兹力大小（

6、4）每个电荷所受的洛伦兹力每个电荷所受的洛伦兹力适用条件：适用条件：速度方向与磁场方向垂直速度方向与磁场方向垂直I=nqsv总电荷数：总电荷数：N=nsvtN=nsvtV思考：思考：若此电荷不垂直射入磁场，若此电荷不垂直射入磁场，电荷受到的洛伦兹力又如何呢电荷受到的洛伦兹力又如何呢 ？洛伦兹力：洛伦兹力：F=Bqv ( (v垂直垂直B B）B1B2洛伦兹力大小F=B2qv=Bsinqv（为为B与与V的夹角的夹角）B 思考：思考：洛伦磁力对运动电荷是否做功？洛伦磁力对运动电荷是否做功？ 因为F洛V，即力与速度始终垂直，所以洛伦兹力对带电粒子永不做功，根据功能关系，洛伦兹力对带电粒子运动的速度大小

7、无影响。洛伦兹力大小 洛伦兹力的方向与粒子的运动速度方向洛伦兹力的方向与粒子的运动速度方向垂直，当粒子在磁场中运动时，因受到洛伦垂直，当粒子在磁场中运动时，因受到洛伦兹力的作用，就会发生偏转。显像管电视机兹力的作用，就会发生偏转。显像管电视机中就应用了电子束磁偏转的原理中就应用了电子束磁偏转的原理1.1.电视显像管的工作原理电视显像管的工作原理电子束的磁偏转2.2.主要构造主要构造: :电子枪（阴极）、偏转线圈、电子枪（阴极）、偏转线圈、荧光屏等荧光屏等电子束的磁偏转 要使电子打在A点，偏转磁场应该沿什么方向？垂直纸面向外要使电子打在B点，偏转磁场应该沿什么方向？垂直纸面向里要使电子束从A点向

8、B点逐渐移动，偏转磁场应该怎样变化？先垂直纸面向外并逐渐减小，然后垂直纸面向里并逐渐增大。电子束的磁偏转电子束的磁偏转极光形成原因 地球周围空间有地磁场，两极强，中间弱地球周围空间有地磁场，两极强，中间弱 从太阳或其他星体上，时刻都有大量的高能粒子从太阳或其他星体上，时刻都有大量的高能粒子流放出，称为宇宙射线流放出，称为宇宙射线 地磁场能改变宇宙射线中带电粒子的运动方向，地磁场能改变宇宙射线中带电粒子的运动方向，对宇宙射线起了一定的阻挡作用对宇宙射线起了一定的阻挡作用极光形成原因 极光是来自太阳的带电粒子到达地球附近，地球磁场迫使其中一部分沿着磁场线集中到南北两极，当它们进入极地大于80千米的高层大气时，与大气中的原子和分子碰撞并激发，从而释放能量，同时产生光芒，形成围绕磁场的大圆圈，它是一种绚丽多彩的发光现象。 小小 结结2 2. .洛伦兹力洛伦兹力的大小：的大小：1 1. .洛伦兹力的方向洛伦兹力的方向左手定则左手定则（3）当既不平行，也不垂直）当既不平行，也不垂直F=Bsinqv（为为B与与V的夹角的夹角） 一初速度为零的质子,质量m=1.6710-27 kg,电荷量q=1.610-19 C,经过电压为1 880 V的电场加速后,垂直进入磁感应强度为5.010-4 T的匀强磁场中,求质子所受洛伦兹力的大小。质子受到的洛伦兹力F=Bqv=4.810-17 N。 随堂练习