高二理化生河北師大附中磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷作用力PPT課件

1、3. 3. 安培力方向怎么判斷？安培力方向怎么判斷？回首往事1.1.產(chǎn)生安培力的條件是什么？產(chǎn)生安培力的條件是什么？2. 2. 安培力大小如何求解？安培力大小如何求解？4.4.安培力的作用點(diǎn)如何確定？安培力的作用點(diǎn)如何確定？通電導(dǎo)線放在磁場(chǎng)中通電導(dǎo)線放在磁場(chǎng)中, ,電流方向與磁場(chǎng)方向不平行電流方向與磁場(chǎng)方向不平行. .sinBILF 左手定則左手定則放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的通電導(dǎo)線放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的通電導(dǎo)線, ,安培力作用點(diǎn)在安培力作用點(diǎn)在導(dǎo)線的中點(diǎn)導(dǎo)線的中點(diǎn). .第1頁(yè)/共30頁(yè)1 1理論探索理論探索猜猜想想磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用，通磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用，通電導(dǎo)線的安培力電導(dǎo)線的安培力, ,可能

2、是作用在大可能是作用在大量運(yùn)動(dòng)電荷上力的宏觀表現(xiàn)量運(yùn)動(dòng)電荷上力的宏觀表現(xiàn). .磁場(chǎng)對(duì)電流有力的作用磁場(chǎng)對(duì)電流有力的作用電流由電荷的定向移動(dòng)形成電流由電荷的定向移動(dòng)形成洛倫茲力洛倫茲力沒(méi)有大膽的猜想沒(méi)有大膽的猜想, ,就沒(méi)有偉大的發(fā)現(xiàn)就沒(méi)有偉大的發(fā)現(xiàn). .第2頁(yè)/共30頁(yè)2實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證第3頁(yè)/共30頁(yè)運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的作用力，叫做洛倫茲力。運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的作用力，叫做洛倫茲力。3.3.定義定義4.4.羅倫茲力與安培力的關(guān)系：羅倫茲力與安培力的關(guān)系：洛倫茲力是安培力的微洛倫茲力是安培力的微觀本質(zhì)。觀本質(zhì)。安培力是羅倫茲力的宏安培力是羅倫茲力的宏觀表現(xiàn)觀表現(xiàn)NfF安vqBIfFF安與安

3、與f方向相同方向相同第4頁(yè)/共30頁(yè)洛倫茲力的產(chǎn)生條件洛倫茲力的產(chǎn)生條件運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中, ,運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向不平行運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向不平行. .v+運(yùn)動(dòng)方向垂運(yùn)動(dòng)方向垂直紙面向外直紙面向外 =0 =0或或1801800 0時(shí)，即時(shí)，即vBvB時(shí)，時(shí)，f=0f=0第5頁(yè)/共30頁(yè)2.2.電流方向和電荷運(yùn)動(dòng)方向有什么關(guān)系？電流方向和電荷運(yùn)動(dòng)方向有什么關(guān)系？4.4.洛倫茲力方向如何判斷？洛倫茲力方向如何判斷？ 1. 1. 安培力方向如何判定？安培力方向如何判定？3.3.安培力的方向和洛倫茲力方向有什么關(guān)系？安培力的方向和洛倫茲力方向有什么關(guān)系？左手定則左手定則與正電荷運(yùn)動(dòng)方向相同

4、，負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)方向相反與正電荷運(yùn)動(dòng)方向相同，負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)方向相反 相同相同平面左手定則左手定則洛倫茲力的方向洛倫茲力的方向電荷的運(yùn)動(dòng)方向轉(zhuǎn)化為電流方向。電荷的運(yùn)動(dòng)方向轉(zhuǎn)化為電流方向。第6頁(yè)/共30頁(yè)洛倫茲力總是跟運(yùn)動(dòng)的電荷的速度方向垂直，所洛倫茲力總是跟運(yùn)動(dòng)的電荷的速度方向垂直，所以洛倫茲力只能改變運(yùn)動(dòng)電荷的速度方向，而不改以洛倫茲力只能改變運(yùn)動(dòng)電荷的速度方向，而不改變速度的大小。變速度的大小。洛倫茲力對(duì)帶電粒子始終不做功！洛倫茲力對(duì)帶電粒子始終不做功！洛倫茲力的方向既與磁場(chǎng)方向垂直，又與電荷運(yùn)洛倫茲力的方向既與磁場(chǎng)方向垂直，又與電荷運(yùn)動(dòng)速度方向垂直，因此，動(dòng)速度方向垂直，因此，洛倫茲力方向垂直于

5、磁場(chǎng)洛倫茲力方向垂直于磁場(chǎng)和電荷運(yùn)動(dòng)速度方向所決定的平面和電荷運(yùn)動(dòng)速度方向所決定的平面伸開(kāi)左手，使大拇指和其余四指垂直且處于同伸開(kāi)左手，使大拇指和其余四指垂直且處于同一平面內(nèi)，把手放入磁場(chǎng)中，讓磁感線垂直穿一平面內(nèi)，把手放入磁場(chǎng)中，讓磁感線垂直穿入手心，入手心，四指四指指向電流方向指向電流方向( (正電荷運(yùn)動(dòng)的方向正電荷運(yùn)動(dòng)的方向或負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的反向或負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的反向），那么），那么, ,大拇指大拇指所指的方所指的方向就是運(yùn)動(dòng)電荷所受洛倫茲力的方向。向就是運(yùn)動(dòng)電荷所受洛倫茲力的方向。 5.5.洛倫茲力方向特點(diǎn)？洛倫茲力方向特點(diǎn)？ 第7頁(yè)/共30頁(yè)（2）f f垂直紙面向外垂直紙面向外判斷下列各種情

6、況洛倫茲力的方向判斷下列各種情況洛倫茲力的方向vf f0 0v（3）（4）f fv（1）v+f第8頁(yè)/共30頁(yè)每個(gè)電荷的帶電量：每個(gè)電荷的帶電量：q q橫截面積：橫截面積：S S 單位體積的電荷數(shù)：?jiǎn)挝惑w積的電荷數(shù)：n n 定向移動(dòng)的速率：定向移動(dòng)的速率：v v通電導(dǎo)體的長(zhǎng)度：通電導(dǎo)體的長(zhǎng)度：L L 磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度:B:BnqvSI BILF安LnqvSBF)(安NfF安nLSN qvBnLSLnqvSBf)(洛倫茲力的大小洛倫茲力的大小公式推導(dǎo)公式推導(dǎo)適用條件勻適用條件勻強(qiáng)磁場(chǎng)強(qiáng)磁場(chǎng)v vBBSLvqBIfFn第9頁(yè)/共30頁(yè)問(wèn)題問(wèn)題6 6：若：若 v v與與B B間的夾角為間的夾角為

7、, , 電荷受到的洛電荷受到的洛倫茲力如何求解？倫茲力如何求解？ =0 =0或或1801800 0時(shí)，即時(shí)，即vBvB時(shí)，時(shí)，f=0f=0 =90 =90時(shí)，即時(shí)，即vBvB時(shí)，時(shí)，f=qvBf=qvB；vvBv/f=qvB=qvBsinB=qvBsin適用條件適用條件: :勻強(qiáng)磁場(chǎng)勻強(qiáng)磁場(chǎng) 角為電荷運(yùn)動(dòng)方向和磁場(chǎng)方向的夾角角為電荷運(yùn)動(dòng)方向和磁場(chǎng)方向的夾角第10頁(yè)/共30頁(yè)q=210-8 C，v=4103 m/s， B=0.5Tf =410-5 Nf =210-5 NF求下列各種情況的洛倫茲力求下列各種情況的洛倫茲力B60vv45 B垂直紙面向里垂直紙面向里第11頁(yè)/共30頁(yè)洛倫茲力總結(jié)洛倫茲

8、力總結(jié)1.1.產(chǎn)生條件產(chǎn)生條件電荷在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，且運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向不平行電荷在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，且運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向不平行2. 2. 大小大小f f= =qvBqvBsinsin =0 =0或或1801800 0時(shí)，即時(shí)，即vBvB時(shí)，時(shí)，f=0f=0 =90 =90時(shí)，即時(shí)，即vBvB時(shí)，時(shí)，f=qvBf=qvB； 角為電荷運(yùn)動(dòng)方向和磁場(chǎng)方向的夾角角為電荷運(yùn)動(dòng)方向和磁場(chǎng)方向的夾角適用條件：勻強(qiáng)磁場(chǎng)適用條件：勻強(qiáng)磁場(chǎng)3.3.方向方向安培力的方向和洛倫茲力方向相同，應(yīng)用左手定則安培力的方向和洛倫茲力方向相同，應(yīng)用左手定則判斷洛倫茲力的方向，注意電流方向與正電荷運(yùn)動(dòng)方判斷洛倫茲力的方向，注意電流方向與

9、正電荷運(yùn)動(dòng)方向相同，負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)方向相反向相同，負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)方向相反洛倫茲力方向總是垂直于磁場(chǎng)方向和電荷運(yùn)動(dòng)方向洛倫茲力方向總是垂直于磁場(chǎng)方向和電荷運(yùn)動(dòng)方向所決定的平面，洛倫茲力對(duì)電荷始終不做功所決定的平面，洛倫茲力對(duì)電荷始終不做功第12頁(yè)/共30頁(yè)B Dqv例題分析例題分析討論討論: :弱螺線管中通有正弦交流電弱螺線管中通有正弦交流電, ,帶電粒子將做什么運(yùn)動(dòng)？帶電粒子將做什么運(yùn)動(dòng)？第13頁(yè)/共30頁(yè)B第14頁(yè)/共30頁(yè)BGNFff221mvlFmghf第15頁(yè)/共30頁(yè)BcosmgqvB 221sinmvSmg第16頁(yè)/共30頁(yè)abcEBCqEqEqEGaGbfGCfabc第17頁(yè)/共30頁(yè)B

10、LCOA第18頁(yè)/共30頁(yè) + + + + + +- - - - - -Vm+qFf速度選擇器速度選擇器第19頁(yè)/共30頁(yè)+ + + + + +- - - - - - Vm+qFf2022121mvmvqEy第20頁(yè)/共30頁(yè)f+ + + + + +- - - - - - Vm+qF2022121mvmvqEy第21頁(yè)/共30頁(yè)等離子體等離子體+ + + + + +- - - - - - f+f-磁流體發(fā)電機(jī)磁流體發(fā)電機(jī)qvB=qU/dE=U=Bdv第22頁(yè)/共30頁(yè)dI霍爾效應(yīng)霍爾效應(yīng)B第23頁(yè)/共30頁(yè) I第24頁(yè)/共30頁(yè) I+ + + + + +- - - - - -hhUeF evB

11、f hvBU dIBKU neK1第25頁(yè)/共30頁(yè)2、如圖所示，質(zhì)量為m，電量為+q的小球，可在半徑為R的半圓形光滑的絕緣軌道兩端點(diǎn)M、N之間來(lái)回滾動(dòng)，磁場(chǎng)B垂直于軌道平面，小球在M（N）處速度為零。若小球在最低點(diǎn)的最小壓力為零，則B= ，小球?qū)壍雷畹忘c(diǎn)的最大壓力為 。第26頁(yè)/共30頁(yè)四.應(yīng)用實(shí)例1.地磁場(chǎng)對(duì)宇宙射線的阻擋作用及意義第27頁(yè)/共30頁(yè)宇宙射線第28頁(yè)/共30頁(yè)問(wèn)題問(wèn)題4:4:通電導(dǎo)線受到的安培力跟羅侖茲力是什通電導(dǎo)線受到的安培力跟羅侖茲力是什么關(guān)系？么關(guān)系？nqvSI BILF nLSN NfF nLSfLnqvSBqvBf 問(wèn)題問(wèn)題1 1：電流強(qiáng)度：電流強(qiáng)度I I的微觀表達(dá)式是多少？的微觀表達(dá)式是多少？問(wèn)題問(wèn)題2 2：這段