洛伦兹力课件
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《洛伦兹力的应用》课件
深入探究洛伦兹力在电机中的应用有助于 开发新型电机，满足各种不同的需求和应 用场景。
洛伦兹力在磁悬浮列车中的应用
悬浮与导向作用
磁悬浮列车利用洛伦兹力实现车体的悬浮和导向，消除了 传统列车与轨道的接触摩擦，极大地提高了列车的运行速 度和稳定性。
磁场设计与控制
为了实现稳定悬浮和导向，需要对列车下方的磁场进行精 确的设计和控制，确保列车在高速行驶过程中的稳定性和 安全性。
大小
洛伦兹力的大小与磁感应强度、电荷量、速度和磁感应强度与速度的夹 角有关。
03
作用
洛伦兹力对带电粒子不做功，只改变带电粒子的运动方向，因此是描述
带电粒子在磁场中运动状态的重要物理量。
洛伦兹力的大小
公式
$F = qvBsintheta$，其中$q$为带电 粒子的电荷量，$v$为带电粒子的速 度，$B$为磁感应强度，$theta$为速 度与磁感应强度的夹角。
ERA
洛伦兹力的定义
洛伦兹力
带电粒子在磁场中所受到的力。
定义公式
$F = qvBsintheta$，其中$q$为带电粒子的电荷量，$v$为带电粒子的速度， $B$为磁感应强度，$theta$为速度与磁感应强度的夹角。
洛伦兹力的性质
01 02
方向
洛伦兹力的方向由左手定则确定，即伸开左手，让大拇指与其余四指垂 直，并处于同一平面内，将磁感线穿入手心，四指指向正电荷运动的方 向，大拇指所指的方向即为洛伦兹力的方向。
磁场与电流相互作用
洛伦兹力在电机中起着关键作用，它使带 电粒子在磁场中受到力的作用而产生旋转 ，进而驱动电机的旋转。
电机内部的磁场与电流相互作用，产生洛 伦兹力，该力驱动电机的转子旋转，从而 将电能转换为机械能。
1-3洛伦兹力的应用课件(32张PPT)
2
。
(2)当磁感应强度为峰值B0时,电子束有最大偏转,在荧光屏
上打在Q点,PQ= 3 L。电子运动轨迹如图所示,设此时的
3
偏转角度为θ,由几何关系可知,tan θ=
,所以θ=60°。
根据几何关系,电子束在磁场中运动路径所对圆心角
α=θ,而
tan2
=
由牛顿第二定律和洛伦兹力公式得
答案 (1)
2. 回旋加速器的工作原理
利用电场对带电粒子的加速作用和磁场对运动电荷的偏转作用来获得高能粒子，这些过程在
回旋加速器的核心部件 —— 两个 D 形盒和其间的窄缝内完成。
第1章 安培力与洛伦兹力
（1）磁场的作用
带电粒子以某一速度垂直磁场方向进入匀强磁场后，在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，
2 m
其周期与速率、半径均无关（T
2
(2)
6
3
2
evB0=
,解得
B0=
6
。
3
第1章 安培力与洛伦兹力
规律总结 显像管中电子束偏转问题的解决思路
(1)电子在电场中加速,根据动能定理建立加速电压和电子离开电场时的
速度关系,即
1
eU=2mv2。
(2)电子在磁场中的偏转,根据“定圆心、画轨迹、求半径”和半径 r= 、周期
束沿纸面发生偏转的磁场(如图乙所示),其磁感应强度B=μNI,
式中μ为磁常量,N为螺线管线圈的匝数,I为线圈中电流的大
小。由于电子的速度极大,同一电子穿过磁场过程中可认为
磁场没有变化,是稳定的匀强磁场。
第1章 安培力与洛伦兹力
已知电子质量为m,电荷量为e,电子枪加速电压为U,磁常量为μ,螺线管线圈的匝数为N,偏转磁场区
《洛伦兹力的应用》课件
洛伦兹力的应用
1
同步加速器
电子在加速器中受到射频场和磁场的作用，实现加速和减速，产生高原子核围绕磁矢量的洛伦兹力，实现对人体结构和功能的非侵入性检测。
3
磁浮列车
磁浮列车利用洛伦兹力悬浮在轨道上，通过磁场推动列车高速行驶。
总结
洛伦兹力是描述电荷在电磁场中运动时所受到的力。
1 广泛应用
同步加速器、磁共振成像、磁浮列车等领域都离不开洛伦兹力的应用。
《洛伦兹力的应用》PPT 课件
探索洛伦兹力在不同应用中的神奇效果。从同步加速器到磁共振成像，再到 磁浮列车，让我们一起揭开洛伦兹力的秘密。
什么是洛伦兹力？
洛伦兹力是描述电荷在电磁场中运动时所受到的力。
公式表达
洛伦兹力公式为 F = q(E + v × B)
物理意义
洛伦兹力决定了电荷运动轨迹和速度的变化。
研究洛伦兹力课件
问题探究
阴极射线管
阴极：
发出电子
束
一、洛伦兹力的概念
一、洛伦兹力（洛 ）
——磁场对运动电荷的作用力
洛伦兹
—
荷兰物理学家洛伦兹于1895年
最早对洛伦兹力进行了研究
问题探究
神
奇
的
力
量
揭
秘
示波器原理示意图
洛伦兹力：磁场对运动电荷的作用力
问题探究
安培力：磁场对电流的作用力
洛伦兹力：磁场对运动电荷的作用
洛伦兹力的总和
N洛 =安
三、洛伦兹力的大小
安培力大小的回顾
1.求安培力的大小
L
F=0
2.求安培力的大小
L
F=BILຫໍສະໝຸດ 三、洛伦兹力的大小一段导线垂直放在磁感应强度为B 的匀强磁场中，
若有N个电荷量为q、速度为v 的运动电荷，经过时间
从导线的一端移向了另一端，请推导通电导线所受安培
力的大小
手心—磁感线垂直穿入手心
四指—指向正电荷的运动方向
负电荷运动的反方向
大拇指 —洛伦兹力的方向
洛 ⊥
洛 ⊥
二、洛伦兹力的方向
三、洛伦兹力的大小
安
N洛 =安
安
洛
洛
洛
洛
洛
三、洛伦兹力的大小
科学家经过大量研究表明：
静止的通电导线在磁场中受到的安培力，
在数值上等于大量定向运动电荷受到的
三、洛伦兹力的大小
安培力的大小：
安 = BIL
条件： ⊥
洛伦兹力的大小：
阴极射线管
阴极：
发出电子
束
一、洛伦兹力的概念
一、洛伦兹力（洛 ）
——磁场对运动电荷的作用力
洛伦兹
—
荷兰物理学家洛伦兹于1895年
最早对洛伦兹力进行了研究
问题探究
神
奇
的
力
量
揭
秘
示波器原理示意图
洛伦兹力：磁场对运动电荷的作用力
问题探究
安培力：磁场对电流的作用力
洛伦兹力：磁场对运动电荷的作用
洛伦兹力的总和
N洛 =安
三、洛伦兹力的大小
安培力大小的回顾
1.求安培力的大小
L
F=0
2.求安培力的大小
L
F=BILຫໍສະໝຸດ 三、洛伦兹力的大小一段导线垂直放在磁感应强度为B 的匀强磁场中，
若有N个电荷量为q、速度为v 的运动电荷，经过时间
从导线的一端移向了另一端，请推导通电导线所受安培
力的大小
手心—磁感线垂直穿入手心
四指—指向正电荷的运动方向
负电荷运动的反方向
大拇指 —洛伦兹力的方向
洛 ⊥
洛 ⊥
二、洛伦兹力的方向
三、洛伦兹力的大小
安
N洛 =安
安
洛
洛
洛
洛
洛
三、洛伦兹力的大小
科学家经过大量研究表明：
静止的通电导线在磁场中受到的安培力，
在数值上等于大量定向运动电荷受到的
三、洛伦兹力的大小
安培力的大小：
安 = BIL
条件： ⊥
洛伦兹力的大小：
1-2洛伦兹力课件(32张PPT)
第1章 安培力与洛伦兹力
(3)三个公式:由 f=Bvqsin
①半径
sin
r= ;
②周期
2π
T=
sin
=
③螺距 d=Tvcos
(sin )2
θ=m
可得
2π
;
2π cos
θ=
。
第1章 安培力与洛伦兹力
带电粒子(不计重力)以一定的速度进入磁感应强度为的匀强磁场时的运动轨迹:
期分别为Tp和Tα,已知mα=4mp,qα=2qp,下列选项正确的是(
A
)
A.Rp∶Rα=1∶2,Tp∶Tα=1∶2
B.Rp∶Rα=1∶1,Tp∶Tα=1∶1
C.Rp∶Rα=1∶1,Tp∶Tα=1∶2
D.Rp∶Rα=1∶2,Tp∶Tα=1∶1
解析 由洛伦兹力提供向心力 F
4π 2
qvB=m 2 r
(2)半径的确定
①利用半径公式求半径;
②由圆的半径和其他几何边构成直角三角形,利用几何知识求半径。
第1章 安培力与洛伦兹力
本课小结
第1章 安培力与洛伦兹力
当堂检测
1.如图所示是电子射线管示意图,接通电源后,电子射线由阴极沿x轴方向射出,在荧光屏上会看到
一条亮线。要使荧光屏上的亮线向下(z轴负方向)偏转,在下列措施中可采用的是(
高中物理 选择性必修第二册
第1章
第
2节洛Βιβλιοθήκη 兹力第1章 安培力与洛伦兹力
学习目标
1.通过实验认识洛伦兹力。
2.能判断洛伦兹力的方向,会计算它的大小。
3.知道洛伦兹力与安培力之间的关系,能推导出洛伦兹力的计算公式。
4.掌握带电粒子在匀强磁场中运动的规律,并能解答有关问题。
(完整版)洛伦兹力公开课课件
q:单位电荷的电量
1、在长L的体积内的电荷数为N=___L_S_n_
2、通过导线的电流强度I=___n_q_S_v__ 长度为L的导线垂直磁场(磁感应强度为B), 所受的安培力F=___B_n_q_S__v_L
3、电量为q,速度为v的粒子垂直磁场(磁感应强度为B) 运动受到的洛仑兹力f=__q_v_B___
C.逐渐变小
D.先变小后变大
B
例3：一个长螺线管中通有电流，把一个带电粒 子沿中轴线方向射入（若不计重力影响），粒 子将在管中
A．做圆周运动 B．沿轴线来回运动 C．做匀加速直线运动 D．做匀速直线运动
巩固练习：关于带电粒子所受洛伦兹力 f、磁感 应强度 B 和粒子速度 v 三者之间的关系，下列说
法中正确的是( B )
A．f、B、v 三者必定均相互垂直 B．f 必定垂直于 B、v，但 B 不一定垂直 v C．B 必定垂直于 f，但 f 不一定垂直于 v D．v 必定垂直于 f，但 f 不一定垂直于 B
解析：由左手定则可知，洛伦兹力的方向既与磁 场方向垂直，又与电荷的运动方向垂直，即洛伦兹力 垂直于 v 和 B 两者所决定的平面．但 v 和 B 不一 定垂直．B 对．
A．电荷在磁场中一定受洛伦兹力的作用 B．电荷在电场中一定受电场力的作用 C．电荷受电场力的方向与该处的电场方向 一致 D．电荷若受洛伦兹力，则受力方向与该处 的磁场方向垂直
例3：一个长螺线管中通有电流，把一个带电粒
子沿中轴线方向射入（若不计重力影响），粒
子将在管中
D
A．做圆周运动
B．沿轴线来回运动
研究洛伦兹力
茂名一中 鲁兵玉
安培力
大小：
F=BILLeabharlann F=BILsinθ F=0B⊥I B和I成一夹角θ B//I
洛伦兹力 ppt课件
运动受到的洛仑兹力f=_q_v_B____
15
（3）大小：f qvB sin :v与 B的 夹 角
①v与B垂直： . . . .
f qvB . . v . f .
－ －
② v与B平行：
f 0
v
16
例与练
• 1、两个带电粒子以相同的速度垂直磁感线 方向进入同一个匀强磁场，两粒子质量之 比为1：4，电量之比为1：2，则两带电粒
qvB mgco3s70 v4m/s
agsi3n076m/s2 × × × ×
s v2 0 4m 2a 3
f ×××× ××××
× × × mg× 26
洛伦兹力与安培力的比较：
6.2 磁场对运动 电荷的作用
1
第2节 研究洛仑兹力
洛伦兹
荷兰物理学家
H.A.Lorentz （1853-1928）
2
磁场对电流有力的作用吗?
安培力
电流是怎样形成的? 电荷的定向移动
由此推理,你可以提出哪些猜想?
__________________________________
•由此我们会想到：磁场对通电导线的安培力 可能是作用在大量运动电荷上的力的宏观表 现，也就是说磁场对运动电荷可能有力的作 用.
f
10
例与练
• 2、下列各图中已经画出磁场方向和洛仑兹 力的方向，请画出电荷的运动方向。
v
v垂直纸面向内
11
例与练
• 3、下列各图中已经画出磁场方向、电荷的 运动方向和洛仑兹力的方向，请指出电荷 的电性。
-
-
12
例与练
• 4、下图中已经知道电荷的运动方向和洛仑 兹力的方向，请指出磁铁的极性。
洛伦兹力--PPT课件
第五节 运动电荷在磁场中受到的力
2021/4/8
1
问题1：运动电荷在磁场中是否会受到的力呢 ?
+
E
-
2021/4/8
2
2021/4/8
洛伦兹与洛伦兹力
洛伦兹，荷兰物理学家， 首先提出磁场对运动电荷有作 用力的观点。
他创立了经典电子论，提 出了洛伦兹变换公式，1902年 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”。
（1）写出这段导线中的电流I的微观 表达式（用n、q、S、v表示）
（2）写出这段导线所受到的安培力F 的表达式
（3）这段导线中运动自由电荷所受洛伦兹力f总体效应表
现为导线所受到的安培力F，写出f的表达式（用q、v 、B表示）
2021/4/8
9
2021/4/8
10
课后思考： 1.f=qvBsinθ的速度v是相对于什么参考系的？
2.安培力可对磁场中通电导线是做功，既然洛伦兹 力是安培力的微观本质，那么洛伦兹力对运动电荷 也做功吗？
2021/4/8
11
谢 谢！
2021/4/8
12
感谢您的阅读收藏，谢谢！
2021/4/8
13
4
追问1：猜想洛伦兹力的方向与磁场的方向、运动电荷 速度方向有关系是否正确？ 追问2：三者方向在空间上存在怎样的关系？
追问3：可用什么简洁的方法体现这三者方向关系呢？ 追问4：如何把这三物理量的方向在左手上体现出来？
追问5：如何判断运动的负电荷在磁场中受到洛伦兹力 的方向？
2021/4/8
5
三.洛伦兹力的方向----左手定则
Fv
1.伸开左手，使大拇指和其余四 指垂直且处于同一平面内，把手 放入磁场中，让磁感线穿入手心， 使四指指向正电荷运动的方向， 那么拇指所指的方向就使正电荷 所受洛伦兹力的方向。
2021/4/8
1
问题1：运动电荷在磁场中是否会受到的力呢 ?
+
E
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2021/4/8
2
2021/4/8
洛伦兹与洛伦兹力
洛伦兹，荷兰物理学家， 首先提出磁场对运动电荷有作 用力的观点。
他创立了经典电子论，提 出了洛伦兹变换公式，1902年 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”。
（1）写出这段导线中的电流I的微观 表达式（用n、q、S、v表示）
（2）写出这段导线所受到的安培力F 的表达式
（3）这段导线中运动自由电荷所受洛伦兹力f总体效应表
现为导线所受到的安培力F，写出f的表达式（用q、v 、B表示）
2021/4/8
9
2021/4/8
10
课后思考： 1.f=qvBsinθ的速度v是相对于什么参考系的？
2.安培力可对磁场中通电导线是做功，既然洛伦兹 力是安培力的微观本质，那么洛伦兹力对运动电荷 也做功吗？
2021/4/8
11
谢 谢！
2021/4/8
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感谢您的阅读收藏，谢谢！
2021/4/8
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4
追问1：猜想洛伦兹力的方向与磁场的方向、运动电荷 速度方向有关系是否正确？ 追问2：三者方向在空间上存在怎样的关系？
追问3：可用什么简洁的方法体现这三者方向关系呢？ 追问4：如何把这三物理量的方向在左手上体现出来？
追问5：如何判断运动的负电荷在磁场中受到洛伦兹力 的方向？
2021/4/8
5
三.洛伦兹力的方向----左手定则
Fv
1.伸开左手，使大拇指和其余四 指垂直且处于同一平面内，把手 放入磁场中，让磁感线穿入手心， 使四指指向正电荷运动的方向， 那么拇指所指的方向就使正电荷 所受洛伦兹力的方向。
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荷的运动方向！
3、当电荷垂直射入匀强磁场时，在洛伦兹力
作用下电荷作匀速圆周运动。
v2 Bqv m
r
T 2r
v
半径 : r mv
周期T 2m
Bq
Bq
周期T的大小与带电粒子在磁场中的运动速率和
半径无关。
练习
带电量为＋q的粒子，在匀强磁场中运动，下面说 法正确的是：
A．只要速度大小相同，所受的洛伦兹力就相同 B．如果把＋q改为－q，且速度反向大小不变， 则所受的洛伦兹力大小、方向均不变 C．只要带电粒子在磁场中运动，就一定受洛伦 兹力作用 D．带电粒子受洛伦兹力小，则该磁场的磁感应 强度小
qvB
一.洛伦兹力
3.大小： F洛 qvB sin
（为B和v的夹角）
当带电粒子在磁场中运动时，洛 伦兹力对带电粒子的速度有什么影 响.特点：洛伦兹力对电荷不做 功，只改变速度的方向，不 改变速度的大小．
例题：炽热的金属丝可以发射电子。设电子刚
从金属丝射出时的速度为零。电子的质量为m，电荷量 为e，在炽热金属丝和金属板间加以电压U，从炽热金 属丝发射出的电子在真空中被加速后，从金属板的小 孔穿出。进入如图所示磁感应强度为B的匀强磁场。若 不计电子重力,求 (1)电子穿出小孔后的速度有多大？ (2)描述电子进入磁场后的运动。
力的方向.
-q
v
甲
v
+q
乙
f
f
-q v
丙
f垂直纸面向里
v +q 丁
f垂直纸面向外
洛伦兹力大小的推导
B
I
v
v
通电导线垂直放入匀强磁场中 每个电荷的带电量：q
v
Fv
导体的横截面积：S
单位体积的电荷数：n
通电导体的长度：L
电荷定向移动的速率：v
磁感应强度:B
I nqvS
F安 BIL
F洛
F安 N
F洛
B(nqvS)L nLS
例题：炽热的金属丝可以发射电子。设电子刚
从金属丝射出时的速度为零。电子的质量为m，电荷量 为e，在炽热金属丝和金属板间加以电压U，从炽热金 属丝发射出的电子在真空中被加速后，从金属板的小 孔穿出。进入如图所示磁感应强度为B的匀强磁场。若 不计电子重力,求 (1)电子穿出小孔后的速度有多大？ (2)描述电子进入磁场后的运动。
§3.5 磁 场 对 运 动 电 荷 的 作 用 力
一.洛伦兹力
1.定义：磁场对运动电荷的作用力．
问题提出 如何确定洛伦兹力的方向?
假设猜想 安培力的实质是洛伦兹力
理论推导 左手定则
实验验证
得出结论
一.洛伦兹力
2.方向：左手定则
F洛 垂直于B与v所在的平面 B与v可以垂直，可以不垂直
课堂练习: 1.判断下列粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹
复习回忆 1、如何计算安培力的大小及判定方向？ 2、电流是如何形成的？
思考提问 磁场对运动的电荷有作用力吗？
I
一、磁场对运动电荷存在作用力
玻璃管已经抽成真空，当左右两个电极按图示的 极性连接到高压电源时，阴极会发射电子。电子在电 场的加速下飞向阳极。挡板上有一个扁平的狭缝，电 子飞过挡板后形成一个扁平的电子束。长条形的荧光 板在阳极端稍稍倾斜向轴线，电子束掠射到荧光板上， 显示出电子束的径迹。
圆周运动的向心力就是洛仑兹力： 得到圆周运动的半径为 又圆周运动的周期
二.洛伦兹力的应用
1.电视显像管的工作原理
总结:磁场对运动电荷的作用力（洛伦兹力）
1、大小： f=Bqv (适用条件：V⊥B）
2、方向： 左手定则
a: f的方向总是垂直于B和v所决定的平面
b: 注意电荷有正负之分，四指的指向应为正电
练习:在平行板器件中，电场强度E和磁感应强 度B相互垂直，具有不同水平速度的带电粒子 射入后发生的偏转情况不同。这种装置能把具 有某一特定速度的粒子选择出来，求解其所选 择粒子的速度.（粒子重力不计）
例题：炽热的金属丝可以发射电子。设电子刚从
金属丝射出时的速度为零。电子的质量为m，电荷量为 e，在炽热金属丝和金属板间加以电压U，从炽热金属
丝发射出的电子在真空中被加速后，从金属板的小孔 穿出。进入如图所示磁感应强度为B的匀强磁场。若不 计电子重力,求 (1)电子穿出小孔后的速度有多大？ (2)描述电子进入磁场后的运动。 (3)求解电子在磁场中运动轨迹的半径及周期。（用v 表 示进入磁场时的速度）