磁場對運動電荷的作用力課件-高二下學期物理人教版選擇性_第1頁
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文檔簡介

第一章磁場1.2磁場對運動電荷的作用力大?。喊才嗔?2、電流的微觀表達式?【思考】:既然磁場對電流有力的作用,而電流是由電荷的定向移動形成的.那么磁場是否對運動電荷也有作用力嗎?1、磁場對通電導線的作用力方向:左手定則復習回顧結論:磁場對運動電荷有力的作用。

陰極射線管1.定義:運動電荷在磁場中受到的作用力叫做洛倫茲力.安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn).洛倫茲力是安培力的微觀本質.一、洛倫茲力2.洛倫茲力與安培力的關系:運動電荷1.洛倫茲力的方向由左手定則來判定:二、洛倫茲力的方向伸開左手,使拇指和其余四指垂直且處于同一平面內;讓磁感線從掌心進入,并使四指指向正電荷運動的方向,那么拇指所指的方向就使正電荷所受洛倫茲力的方向。

如果是負電荷,我們應如何判定洛倫茲力的方向?四指指向與負電荷運動的方向相反。2、洛倫茲力的方向垂直于v和B組成的平面B

F洛vFv訓練:試判斷下圖中的帶電粒子剛進入磁場時所受的洛倫茲力的方向

FBvBFBvFvBBvv不受洛倫茲力BF垂直于紙面向外F垂直于紙面向外Bvv例.(多選)一束等離子體(含有大量帶等量正電和負電的微粒,不考慮其重力及電荷間的相互作用),沿圖中箭頭所示的方向垂直于磁場方向射入一勻強磁場,磁場方向垂直紙面,粒子運動的軌跡如圖中a、b所示,則以下說法中正確的是()A.a是帶負電的微粒的運動軌跡B.a是帶正電的微粒的運動軌跡C.b是帶負電的微粒的運動軌跡D.b是帶正電微粒及負電微粒的共同軌跡BC設有一段長為L,橫截面積為S的直導線,單位體積內的自由電荷數(shù)為n,每個自由電荷的電荷量為q,自由電荷定向移動的速率為v。這段通電導線垂直磁場方向放入磁感應強度為B的勻強磁場中:vvvvvvvvIF【思考與討論】

電荷量為q的粒子以速度v運動時,如果速度方向與磁感應強度方向垂直,那么粒子所受的洛倫茲力為:三、洛倫茲力大小問題:若帶電粒子不垂直射入磁場,電子受到的洛倫茲力又如何呢?BVB⊥B∥

(v⊥B)(v∥B)特例:洛倫茲力的特點:1.洛倫茲力只改變速度的方向,

不改變速度的大小。2.洛倫茲力對電荷不做功。洛倫茲力和電場力的比較:比較項目洛倫茲力F電場力F產生條件v≠0且v不與B平行電場中的電荷一定受到電場力作用大小F=qvB(v⊥B)F=qE力方向與場方向的關系一定是F⊥B,F(xiàn)⊥v正電荷與電場方向相同,負電荷與電場方向相反做功情況任何情況下都不做功可能做正功、負功或不做功力F為零時場的情況F為零,B不一定為零F為零,E一定為零作用效果只改變電荷運動的速度方向,不改變速度大小既可以改變電荷運動的速度大小,也可以改變電荷運動的方向四、電視顯像管的工作原理1.主要構造:電子槍、偏轉線圈、熒光屏等2.原理:電子顯像管應用了電子束磁偏轉的原理。3.掃描:在偏轉區(qū)的水平方向和豎直方向都有偏轉磁場,其方向、強度都在不斷變化,使得電子束打在熒光屏上的光點不斷移動。電子束從最上一行到最下一行掃描一遍叫作一場,電視機每秒要進行50場掃描。地球磁場能抵擋大部分太陽風

拓展應用:一、速度選擇器1、正交的勻強電場和勻強磁場的區(qū)域,帶電粒子能沿直線勻速通過,這個區(qū)域叫做速度選擇器.qvBqE2、條件:qvB=qE,其選擇出的速度v=E/B.qvBqE3、正負電荷都能以速度v=E/B從左向右沿直線勻速通過速度選擇器.(具有單向性)4、速度選擇器不僅選擇速度的大小而且選擇速度的方向.但不能選擇粒子的電性、電荷量、質量。拓展應用:二、磁流體發(fā)電機1、將一束等離子體噴射入磁場,在磁場中有兩塊金屬板A、B,這時金屬板上就會聚集電荷,產生電壓.問題:A、B兩極板哪個電勢高?2、最終達到平衡:

,其產生的電動勢:E=U=Bvd.B板拓展應用:三、電磁流量計1.流量(Q):單位時間流過導管某一截面的液體的體積.2.導電液體中的正、負離子向右運動時在洛倫茲力作用下發(fā)生偏轉,使a處積累正電荷,b處積累負電荷,從而在a、b間出現(xiàn)電勢差,φa>φb.當自由電荷所受靜電力和洛倫茲力平衡,a、b間的電勢差(U)達到最大時有:

可得:3.導電液體的流量:拓展應用:四、霍爾效應2.上、下表面電勢高低的分析方法:確定形成電流的電荷的電性→確定形成電流的電荷的運動方向→判斷形成電流的電荷受到洛倫茲力的方向→根據上、下表面電荷的正負判斷電勢高低.1.高為h、寬為d的導體(自由電荷是電子或正電荷)置于勻強磁場B中,當電流通過導體時,在導體的上表面A和下表面A′之間產生電勢差,這種現(xiàn)象稱為霍爾效應,此電壓稱為霍爾電壓.3.霍爾電壓的計算:導體中的自由電荷(電荷量為q)在洛倫茲力作用下偏轉,A、A′間出現(xiàn)電勢差,當自由電荷所受電場力和洛倫茲力平衡時,A、A′間的電勢差U就保持穩(wěn)定,由

,I=nqvS,S=hd,聯(lián)立解得:

,

稱為霍爾系數(shù)。ACD(多選)對以下四個科技實例,說法正確的是(

)A.圖甲的速度選擇器能使速度大小

的粒子沿直線勻速通過,與粒子的帶電性質及帶電量無關B.圖乙的磁流體發(fā)電機正常工作時電流方向為

,電阻R兩端的電勢差等于發(fā)電機的電動勢C.圖丙是電磁流量計工作原理示意圖,正、負離子達到穩(wěn)定狀態(tài)時,液體流速為D.圖丁為霍爾元件,

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