教科版高中物理选修3-1课件：3.4 磁场对运动电荷的作用-洛仑兹力.ppt

1、物理学家费尔德曾指出：物理学家费尔德曾指出： 当你领悟一个出色的公式时，你会得到当你领悟一个出色的公式时，你会得到 如同听巴哈的乐曲一样的感受。如同听巴哈的乐曲一样的感受。 判天地之美，析万物之理 前面我们学习了磁场对电流有力的作用 安培力，而电流是“电荷定向移动”，若电荷不定 向移动，导线中就没有电流，磁场对导线也就没 有力的作用，请同学们思考一下：由此们能否得 到磁场对电流的作用实质是磁场对运动电荷作用 引起的呢？ 问题 4磁场对运动电荷作用 洛仑兹力 活动一 活动一 磁场确实对运动电荷有力的作用 磁场确实对运动电荷有力的作用 活动一 怎样由“磁场对电流的作用”推导“磁场对运 动电荷 的作

2、用？ 问题1 设一段长为L的通电导线，截面积为S，通的电流为I，处 在磁感应强度为B的匀强磁场中，已知导线单位体积内电 荷数目为n，电子电量为e，定向移动速率为v，则： 此段导线导线 受安培力： F=BIL 此段电电荷数目： N=nLS 电电流强度微观观表达式：I=nevS 设设一个电电子受力为为f，则则f=F/N 则则f=Bev 怎样判断电子受洛仑兹力方向？ 问题2 左手定则：四指表示电流方向（正 电荷时四指与运动电荷同向；负电 荷时四指与运动电荷反向），让磁 感线垂直穿过掌心，则大姆指表示 洛仑兹力的方向 洛伦兹力：磁场对运动电荷的作用力 洛伦兹力的大小： 速度方向与磁场方向垂直时f=Bq

3、v 速度方向与磁场方向平行时f=0 洛伦兹力的方向左手定则：伸出左手， 让大姆指跟四指垂直，且处于同一平面内 ，让磁感受线垂直穿过手心，四指指向正 电荷的运动方向（当是负电荷时，四指指 向与电荷运动方向相反）则大姆指所指方 向就是该电荷所受洛伦兹力的方向 洛伦兹力特点 对运动电荷不做功，只改变速 度的方向，不改变运动电荷的速度 大小 学习活动二 （2013徐、淮、宿三市调研二）如图所示，两根长直导线竖直 插入光滑绝缘水平桌面上的M、N两小孔中， O为M、N连线 中点，连线上a、b两点关于O点对称。导线均通有大小相等 、方向向上的电流。已知长直导线在周围产生的磁场的磁感 应强度，式中k是常数、I

4、是导线中电流、r为点到导线的距离 。一带正电的小球以初速度v0从a点出发沿连线运动到b点。 关于上述过程，下列说法正确的是【 】 A小球先做加速运动后做减速运动 B小球一直做匀速直线运动 C小球对桌面的压力先减小后增大 D小球对桌面的压力一直在增大 v0 I I M N a bO BD 学习活动三 一带电粒子以初速度V0垂直于匀强电场E沿两板 中线射入，不计重力，由C点射出时的速度为V，若 在两板间加以垂直纸面向里的匀强磁场，粒子仍以 V0入射，恰从C关于中线的对称点D射出，如图所 示，则粒子从D点射出的速度为多少? 只在洛仑兹力作用下（fv）带电 粒子的运动为匀速圆周运动 半径公式： Bqv

5、=mv2/R 得 R=mv/Bq 周期公式：T=2R/v=2m/Bq 学习活动四 图中MN表示真空室中垂直于纸面的平板， 它的一侧有匀强磁场，磁场方向垂直纸面 向里，磁感应强度大小为B 。一带电粒子从 平板上的狭缝O处以垂直于平板的初速v射 入磁场区域，最后到达平板上的P 点。已知 B 、v以及P 到O的距离l 不计重力,求此粒 子的电荷q与质量m 之比。 学习活动五 （2013海南）如图，纸面内有E、F、G三点GEF=30 ，EFG=135。空间有一匀强磁场，磁感应强度大小 为B，方向垂直于纸面向外。先使带有电荷量为q（ q0）的点电荷a在纸面内垂直于EF从F点射出，其轨 迹经过G点；再使带有同样电荷量的点电荷b在纸面内 与EF成一定角度从E点射出，其轨迹也经过G点。两点 电荷从射出到经过G点所用的时间相同，且经过G点时 的速度方向也相同。已知点电荷a的质量为m，轨道半 径为R，不计重力。求： 点电荷a从射出到经过G点所用的时间； 点电荷b的速度大小。 G EF 30 135