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物理人教版选择性必修第二册1.2磁场对运动电荷的作用力共20张ppt

物理人教版选择性必修第二册1.2磁场对运动电荷的作用力共20张ppt
电荷的作用力
电导线的作用力
电荷的作用
产生 电 荷 在 磁 场 中 运 动 , 通电导线不平行放入 只要电场中有电荷,
电荷就一定受电场力
条件 运 动 方 向 与 磁 场 不 平 磁场中

方向 垂直与于v,B所在平面,垂直于B,I所在平面, 正(负)电荷受力与
左手定则判断
大小
F=qvBLeabharlann inθ做功情况一定不做功
轴正方向,那么电子运动方向可能是(
D)

A.沿轴正方向进入磁场
B.沿轴负方向进入磁场
C.在平面内,沿任何方向进入
D.在平面内,沿某一方向进入




课堂小练
4.如图所示,某空间匀强电场竖直向下,匀强磁场垂直纸面向里,一金
属棒从高处自由下落,则(B
A.端先着地
)


B.端先着地
S
入的离子在洛伦兹力的作用下向、两板聚
集,使两板间形成电场,直至进入、之间
粒子的电场力大到后面的微粒不再聚集到板上,
因此间会形成稳定的电压,进而连接电路
可进行供电。
稳定时的电压大小为U=Bdv(d:板间距;v:离子的速率)
课堂小练
1.在赤道平面上无风的时候,雨滴是竖直下落的。若雨滴带负电,则它
C.两端同时着地
D.以上说法均不正确
【解析】棒中自由电子随棒一起下落,有向下速度,并受到向左的
洛伦兹力,故自由电子往左端集中,因此A端带负电,端带正电。
端受到向上静电力,端受到向下静电力,端先着地。
小结
安培力与洛伦兹力
安培力是洛伦兹力的宏观体现
洛伦兹力是安培力的微观描述
洛伦兹力
N

人教版高中物理选修3-1《135_运动电荷在磁场中受到的力》课件(56张ppt)资料

人教版高中物理选修3-1《135_运动电荷在磁场中受到的力》课件(56张ppt)资料

F q v -q
F
v
如果是负电荷,我们应如何 判定洛伦兹力的方向?
(二)、洛伦兹力的方向
四指的方向
电流的方向
正电荷的运动方向 负电荷运动的反方向
训练巩固:试判断下图中的带电粒子 刚进入磁场时所受洛伦兹力的方向 F垂直于 纸面向外
B B
B v
F B
v

v

v
F


F垂直于 纸面向外
心得体会
1、以相同速度进入同一磁场的 正、 负电荷受到的洛伦兹力方向相反 2、洛伦兹力的方向 垂直于v和B组成的平面
F洛
B
v
(三)、洛伦兹力的大小
洛伦兹力大小可能会与哪些因素 有关? 当电荷运动方向跟磁场方向垂直时 洛伦兹力的大小跟三个因素相关:
1.磁感应强度B 2.电荷量q 3.电荷运动快慢v
(三)、洛伦兹力的大小
设有一段长为L,横 截面积为S的直导线, 单位体积内的自由电荷 数为n,每个自由电荷 的电荷量为q,自由电 荷定向移动的速率为v. 这段通电导线垂直磁场 方向放入磁感应强度为 B的匀强磁场中,求
(五)、电视显像管的工作原理
2、原理:应用电子束磁偏转的原理
课 堂 练 习
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 入地球周围的空间时,将( B )
A.竖直向下沿直线
射向地面
B.相对于预定地面
向东偏转
V
C.相对于预定点稍向西偏转
D.相对于预定点稍向北偏转
以正电荷为例
果 因
洛仑兹力
磁场对运动电荷的作用
F +
I
I
F
-

第1章 2 《磁场对运动电荷的作用力》课件ppt

第1章 2 《磁场对运动电荷的作用力》课件ppt

知识归纳
1.带电粒子在匀强磁场中无约束情况下做直线运动的两种情景
(1)速度方向与磁场平行,不受洛伦兹力作用,可做匀速直线运动也可在其
他力作用下做变速直线运动。
(2)速度方向与磁场不平行,且除洛伦兹力外的各力均为恒力,若轨迹为直
线则必做匀速直线运动。带电粒子所受洛伦兹力也为恒力。
2.洛伦兹力考查角度多,因而涉及洛伦兹力的题目往往较为综合,解题时可
质子受到的洛伦兹力F=Bqv=4.8×10-17 N。
答案 4.8×10-17 N
探究三
带电粒子(物体)在磁场中的运动
情境探究
在两平行金属板间,有如图所示的互相正交的匀强电场和匀强磁场。α粒
子(带正电)以速度v0从两极板的正中央垂直于电场方向和磁场方向射入,
恰好能沿直线匀速通过。忽略重力,则:
(1)若质子(带正电)以速度v0从两极板的正中央垂直于电场方向和磁场方向
培力可以对导体棒做功,选项C错误;若运动电荷的运动方向与磁场方向平
行,则不受洛伦兹力作用,选项D错误。
答案 A
课堂篇 探究学习
探究一
洛伦兹力的方向
情境探究
如图所示,用阴极射线管研究磁场对运动电荷的作用,不同方向的磁场对电
子束径迹有不同的影响。电荷偏转方向与磁场方向、电子运动方向的关
系满足怎样的规律?
(1)电荷运动方向和磁场方向间没有因果关系,B与v不一定垂直,两者关系
是不确定的。(2)电荷运动方向和磁场方向确定洛伦兹力方向。
(3)F⊥B,F⊥v,即F垂直于B和v所决定的平面。
洛伦兹力与粒子运动方向、磁感应强度方向的关系
3.洛伦兹力的特点
(1)洛伦兹力的方向随电荷运动方向的变化而变化。但无论怎样变化,洛伦

磁场对运动电荷的作用课件

磁场对运动电荷的作用课件

(1)基本公式
mv2
①向心力公式:Bqv= R 。
mv ②轨道半径公式:R= Bq 。
③周期、频率和角速度公式:
T=2πvR=2qπBm,
f=T1=
qB 2πm

qB ω=2Tπ=2πf= m 。
④动能公式:Ek=21mv2=B2qmR2。
(2)T、f 和 ω 的特点 T、f 和 ω 的大小与轨道半径 R 和运行速率 v 无关 磁感应强度 和粒子的 比荷 有关。
A.洛伦兹力对带电粒子做功 B.洛伦兹力不改变带电粒子的动能 C.洛伦兹力的大小与速度无关 D.洛伦兹力不改变带电粒子的速度方向
解析 根据洛伦兹力的特点,洛伦兹力对带电粒子不做功,A 项错,B 项对;根据 F=qvB 可知,大小与速度有关。洛伦兹力的效果就是改变物 体的运动方向,不改变速度的大小。
答案 B
解析 运用左手定则时,“四指指向”应沿电荷定向移动形成的等效 电流方向,而不一定沿电荷定向运动方向,因为负电荷定向移动形成电流 的方向与其运动方向反向,通过左手定则所确定的洛伦兹力与磁场之间的 关系可知:两者方向相互垂直,而不是相互平行。
答案 BD
2.(洛伦兹力大小)带电粒子垂直匀强磁场方向运动时,会受到洛伦兹 力的作用。下列表述正确的是( )
微知识 1 洛伦兹力
1.定义 运动 电荷 在磁场中所受的力。
2.大小 (1)v∥B 时,F= 0 。 (2)v⊥B 时,F= Bqv 。 (3)v 与 B 夹角为 θ 时,F= Bqvsinθ 。
3.方向 F、v、B 三者的关系满足 左手 定则。 4.特点 由于 F 始终与 v 的方向 垂直 ,故洛伦兹力永不做功。
3.(带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动)质量和电量都相等的带电 粒子 M 和 N,以不同的速率经小孔 S 垂直进入匀强磁场,运行的半圆轨迹 如图中虚线所示,下列表述正确的是( )

磁场对运动电荷的作用力 课件

磁场对运动电荷的作用力  课件
(2)尽管安培力是自由电荷定向移动时受到的洛伦兹力 的宏观表现,但也不能认为安培力就简单地等于所有定向移 动电荷所受洛伦兹力的和,一般只有当导体静止时才能这样 认为;
(3)洛伦兹力恒不做功,但安培力却可以做功.
可见安培力与洛伦兹力既有紧密相关、不可分割的必然 联系,也有显著的区别.
3.洛伦兹力与电场力的比较
2.在研究电荷的运动方向与磁场方向垂直的情况时, 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.
3.由于洛伦兹力的方向总是跟运动电荷的速度方向垂 直,所以洛伦兹力对运动电荷不做功,洛伦兹力只能改变电 荷速度的方向,不能改变速度的大小.
图3-5-2
有 Q=nqL=nq·vt,I=Qt ,F 安=BIL,故 F 安=BQt L=Bnqtvt·L=Bqv·nL,洛伦兹力 F=F 安/nL,故 F=qvB.
上式为电荷垂直磁场方向运动时,电荷受到的洛伦 兹力.
2.洛伦兹力和安培力的区别与联系
(1)洛伦兹力是单个运动电荷在磁场中受到的力,而安 培力是导体中所有定向移动的自由电荷受到的洛伦兹力的宏 观表现;
2.带电粒子在复合场中运动的分析方法和思路 (1)正确进行受力分析,除重力、弹力、摩擦力外要特 别注意电场力和洛伦兹力的分析.
(2)确定带电粒子的运动状态,注意运动情况和受力情 况的结合.
(3)灵活选择不同的运动规律 ①当带电粒子在复合场中做匀速直线运动时,粒子受 力必然平衡,由平衡条件列方程求解.
磁场对运动电荷的作用力
一、洛伦兹力
1.演示实验:电子射线管发出的电子束,如图甲中的径迹是
乙中一电条子直束线的径.迹把向电下子射发线生管了放偏在转蹄,形若磁调铁换的磁磁铁场南中北,极如的图位3置-,5-则1 电子束的径迹会向上偏转.

3.5运动电荷在磁场中受到的力

3.5运动电荷在磁场中受到的力
11
12
二、洛伦兹力的方向 ——左手定则
磁场穿过掌心
四指指向
电流
大拇指指向
安培力
磁场
磁场穿过掌心
定向移动 的电荷
洛伦兹力
大拇指指向
正电荷的运动方向 负电荷运动反方向
四个手指怎 么摆放?
13
14
从左手定则可知,v与B方向垂直 时,F洛、B、v的方向两两垂直
F洛 B
v
15
若B和 v 的方向不垂直,F的方 向又如何确定?你能总结一下 F、B、v三者之间的关系吗?
8
观察现象:没有加磁场时,电子束的径迹如 何?加了磁场后,电子束的运动径迹发生怎样的 变化?
9
现象:没有加磁场时,电子束的径迹是直线;加了 磁场后,电子束的运动径迹发生了弯曲。
10
一、洛伦兹力
荷兰物理学家 洛伦兹 (Lorentz, 1853—1928)
——运动电荷在磁场中 受到的作用力。
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”。
F洛

F安 N

B(nqvS)L nSL

qvB
(v B)
20
三、洛伦兹力的大小
电荷量为q的粒子以速度v运动时,如果速 度方向与磁感应强度方向垂直,那么粒子所受 的洛伦兹力为
F洛 qvB (v垂直B)
问题:若带电粒子不垂直射入磁场, 粒子受到的洛伦兹力又如何呢?
21
v2 v1
22
三、洛伦兹力的大小
当运动电荷的速度v方向与磁感应强度B方 向的夹角为θ,电荷所受的洛伦兹力大小为

2025届高三物理一轮复习磁场对运动电荷的作用(53张PPT)

2025届高三物理一轮复习磁场对运动电荷的作用(53张PPT)

答案 AB
考向4 运动的周期性形成多解带电粒子在两个相邻磁场或电场、磁场相邻的空间内形成周期性的运动而形成多解。
【典例11】 (多选)(2022·湖北卷)在如图所示的平面内,分界线SP将宽度为L的矩形区域分成两部分,一部分充满方向垂直于纸面向外的匀强磁场,另一部分充满方向垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小均为B,SP与磁场左右边界垂直。离子源从S处射入速度大小不同的正离子,
解析 电子在磁场中都做匀速圆周运动,根据题意画出电子的运动轨迹,如图所示,电子1垂直射进磁场,从b点离开,则运动了半个圆周,ab即为直径,c点为圆心,电子2以相同速率垂直磁场方向射入磁场,经t2时间从a、b
答案 A
考向2 带电粒子在平行边界磁场中的运动平行边界(存在临界条件,如图所示)。
【典例4】 如图所示,匀强磁场的磁感应强度为B,宽度为d,边界为CD和EF。一电子从CD边界外侧以速率v0垂直射入匀强磁场,入射方向与CD边界间夹角为θ。已知电子的质量为m,电荷量为e,为使电子能从磁场的另一侧EF射出,求:(1)电子的速率v0至少多大?(2)若θ角可取任意值,v0的最小值是多少?
答案 C
1.洛伦兹力的特点:洛伦兹力不改变带电粒子速度的_______,只改变带电粒子速度的方向。2.粒子的运动性质。(1)若v0∥B,则粒子不受洛伦兹力,在磁场中做_____________。(2)若v0⊥B,则带电粒子在匀强磁场中做_____________。
考点2 带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动
平面
0
qvB
(1)带电粒子在磁场中的速度不为零,一定受到洛伦兹力作用( )(2)洛伦兹力对运动电荷不做功( )(3)同一带电粒子在A处受到的洛伦兹力大于在B处受到的洛伦兹力,则A处的磁场一定大于B处的磁场( )

磁场对运动电荷的作用(优秀)PPT课件

磁场对运动电荷的作用(优秀)PPT课件

[观看] 洛伦兹力演示仪
2020/1/2
22
思考与讨论:
带电粒子在磁 场中运动时,洛 伦兹力对带电粒 子是否做功?
2020/1/2
23
3.特点:
① F洛⊥B, F洛⊥V(垂直于v和B所
决定的平面)
② 洛伦兹力对电荷不做功
2020/1/2
24
[例1] 一个电子的速率V=3×106 m/s,垂直射入B=0.1T的匀强磁 场中,它所受的洛伦兹力为多大? (e=1.6×10-19 C)
洛伦兹认为一切物质分子都含有电子,阴极
射线的粒子就是电子。把以太与物质的相互作
用归结为以太与电子的相互作用。这一理论成
功地解释了塞曼效应,与塞曼一起获1902年
诺贝尔物理学奖。
洛伦兹于1928年2月4日在荷兰的哈勃姆去
世,终年75岁。为了悼念这位荷兰近代文化的
巨人,举行葬礼的那天,荷兰全国的电信、电
2020/1/2
26
请各位观看科普视频
2020/1/2
27
☆小结
1、定义:磁场对运动电荷的作用力.施力 物体:磁场;受力物体:运动电荷.
2、产生条件:电荷在磁场中运动,且 V
洛 与 B不平行. 伦 3、方向判定:左手定则. F⊥B, F⊥V (F 兹 垂直于v和B所决定的平面) 力 4、大小(公式):F = qvB (只适用于
上的物质受到电子的撞击
时能够发光,显示出电子束
的运动轨迹。
9
[实验现象] 当电子射线管的周围 不存在磁场时,电子的运动轨迹 是直线。
当电子射线管的周围存在磁 场时,电子的运动轨迹是曲线。 [实验结论] 运动电荷确实受到了 磁场的作用力,这个力通常叫做 洛伦兹力。
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电视显像管的工作原理
电视显像管应用了电子束在磁场中的偏 转原理。电子束射向荧光屏就能发光,一束 电子束只能使荧光屏上的一个点发光,而通 过偏转线圈中磁场的偏转就可以使整个荧光 屏发光。
思考与讨论
如图所示,电视显像管中,要使电子束 从B逐渐向A点扫描,必须加一个怎样变化的 偏转磁场?
荧光屏中点O的下 方,应加一垂直向内 的磁场,且越下方磁 场越强,而在O点的上 方,应加一垂直向外 的磁场,且越上方的 磁场越强。Fra bibliotek课堂练习
5、如图示,一带负电的小滑块从粗糙的斜面 顶端滑至底端时的速率为v;若加一个垂直纸 面向外的匀强磁场,并保证小滑块能滑至底 端,则它滑至底端时的速率将( B )
A、变大
B、变小
C、不变
D、条件不足,无法判断
课堂练习
6、十九世纪二十年代, 以塞贝克(数学家)为 代表的科学家已认识到: 温度差会引起电流, 安 培考虑到地球自转造成了太阳照射后正面与背面 的温度差, 从而提出如下假设: 地球磁场是由绕 地球的环形电流引起的, 则该假设中的电流方向 是( B ) A、由西向东垂直磁子午线 B、由东向西垂直磁子午线 C、由南向北沿磁子午线 D、由赤道向两极沿磁子午线方向
1、大小的不同: 电场力F=qE 洛伦兹力F=qvB
2、方向的不同:电场力方向与电场方向平行 洛伦兹力方向与磁场方向垂直 3、作用关系的不同: 电荷在电场中一定要受到电场力的作用 运动电荷在磁场中不一定要受到洛伦兹力的作用 4、做功的不同: 电场力对运动的电荷不一定做功 洛伦兹力对运动的电荷一定不做功
地磁场的磁层分布图
宇宙射线
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。这些 高能粒子流若都到达地球, 将对地球上的生物带来危害。 但由于地球周围存在磁场, 在洛伦兹力的作用下,改变 了宇宙射线中带电粒子的运 动方向,从而对宇宙射线起 了一定的阻挡作用。
宇宙射线
思考与讨论
复习与思考
1、通电导线在磁场中受到的力,称为安培力 ________。
2、安培力的方向判断用左手定则 ___________。
3、一般情况下安培力的表达式____________。
演 示 C :\ D
演示实验
实验现象:没有加磁场时,电子束直线前进;
加了磁场后,电子束的运动径迹发生弯曲。
实验结果: 运动电荷在磁场中受力的作用。
课堂练习
1、试判断下列运动的带电粒子在磁场中所 受洛伦兹力的方向:
课堂练习
2、带电量为+ q的粒子,在匀强磁场中运 动,下面说法正确的是( B ) 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
洛伦兹力:运动电荷在磁场中受到 的作用力。
通电导线在磁场中受到的安培力,实际 是洛伦磁力的宏观表现。
洛伦兹力的方向:
左手定则
伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直,并 且都与手掌在同一个平面内;让磁感线从掌 心进入,并使四指指向正电荷运动的方向, 这时拇指所指的方向就是运动的正电荷在磁 场中所受洛伦兹力的方向。
课堂练习
3、电子以初速度v垂直进入磁感应强度为B的
匀强磁场中,则( BD )
A、磁场对电子的作用力始终不变.
B、磁场对电子的作用力始终不做功
C、电子的速度始终不变.
D、电子的动能始终不变
课堂练习
4、一长直螺线管通有交流电,一个电子 以速度v沿着螺线管的轴线射入管内,则电子 在管内的运动情况是:( C ) A、匀加速运动 B、匀减速运动 C、匀速直线运动 D、在螺线管内来回往复运动
由F洛=qvB,可得B=F洛/qv,与电场强度 E=F/q对比,可知磁场与电场有着怎样的不同 之处?
磁场只与运动电荷有关。
静止的电荷和运动的电荷周围都能产 生电场,而磁场只能由运动电荷产生。故 静止的电荷只能受库仑力的作用,而运动 的电荷既受库仑力的作用,还会受到洛伦 兹力的作用。
思考与讨论
你能指出电场和磁场对电荷作用力的不同吗?
V
V F
F
垂直于纸 面向里 垂直于纸 面向里
F
负电荷
洛伦兹力的大小
如图所示,设有一段长度为L,横截面 积为S的导线,导线单位体积内含有的自由 电荷数为n,每个自由电荷的电荷量为q,定 向移动速率为v,将这段通电导线垂直磁场 方向放入磁感应强度为B的磁场中。
洛伦兹力的大小
安培力为F安=BIL 通过导体的电子数:N=nsvt
电流的微观表达式为 I=nqsv
每个电子受的磁场力为F洛 = F安/N
洛仑兹力的大小
(1)当速度方向与磁感应强度方向垂直(v⊥B)
F洛=qvB
(2)当速度方向与磁感应强度方向平行(v∥B)
F洛=0
(3)当速度方向与磁感应强度方向成θ时
F洛=qvBsinθ
磁场对运动电荷的作用
F=qvB
例2: 如图所示,运动电荷电量为q=2×10-8C,电 性图中标明,运动速度v=4×103m/s,匀强磁场磁感 应强度为B=0.5T,求电荷受到的洛仑兹力的大小和方 向
电视显像管中的扫描
在电视显像管的偏转区 中存在水平方向和竖直方向 强弱和方向都在不断变化的 偏转磁场,于是,电子枪发 出的电子束在荧光屏上的发 光点不断移动,对图像进行 扫描,扫描的路线如图所示, 从a开始,逐行进行,直到b, 且每秒要进行50场扫描,结 果,我们就感觉到荧光屏上 整个都发光了。
太阳磁暴
判断洛伦兹力的方向
v
结论:洛伦兹力的方向与速度v,磁感 应强度B的方向都垂直。
若为负电荷,应如何判断?
负电荷受力的方向与正电荷受力的方向相反。 所以,四指指向负电荷运动的反方向即可。
课堂练习
1、试判断下列运动的带电粒子在磁场中所 受洛伦兹力的方向:
磁场对运动电荷的作用
F=qvB
例2、试判断下列图中各带电粒子所 受洛仑兹力的方向、或带电粒子的电性、 或带电粒子的运动方向。
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