物理磁感應(yīng)強(qiáng)度課件

1、第三章第三章 磁場磁場 復(fù)習(xí)回顧復(fù)習(xí)回顧方向方向:IB3 0IB運(yùn)用左手定則判斷安培力的方向運(yùn)用左手定則判斷安培力的方向安培力安培力: :1、磁場對通電導(dǎo)線的作用力、磁場對通電導(dǎo)線的作用力大小大小:sinBILF FF左手定則左手定則為為B和和I之間的夾角之間的夾角 2、通電導(dǎo)線中的通電導(dǎo)線中的電流是怎樣形成的呢電流是怎樣形成的呢?【思考】【思考】既然磁場對電流有力的作用既然磁場對電流有力的作用,而電流是由電荷的定向移動(dòng)形成的而電流是由電荷的定向移動(dòng)形成的.那那么磁場是否對運(yùn)動(dòng)電荷也有作用力呢么磁場是否對運(yùn)動(dòng)電荷也有作用力呢?電荷的定向移動(dòng)形成的電荷的定向移動(dòng)形成的nqvSI 為什么磁場對通電

2、導(dǎo)線有作用力為什么磁場對通電導(dǎo)線有作用力?電子射線管的原理電子射線管的原理: 從陰極發(fā)射出來電子，在陰陽兩從陰極發(fā)射出來電子，在陰陽兩極間的高壓作用下，使電子加速，極間的高壓作用下，使電子加速，形成電子束，轟擊到長條形的熒光形成電子束，轟擊到長條形的熒光屏上激發(fā)出熒光，可以顯示電子束屏上激發(fā)出熒光，可以顯示電子束的運(yùn)動(dòng)軌跡。的運(yùn)動(dòng)軌跡。讓事實(shí)說話讓事實(shí)說話實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象： 在沒有外磁場時(shí)，電子束沿直在沒有外磁場時(shí)，電子束沿直線運(yùn)動(dòng)，將蹄形磁鐵靠近陰極射線線運(yùn)動(dòng)，將蹄形磁鐵靠近陰極射線管，發(fā)現(xiàn)電子束運(yùn)動(dòng)軌跡發(fā)生了彎管，發(fā)現(xiàn)電子束運(yùn)動(dòng)軌跡發(fā)生了彎曲。曲。結(jié)論：磁場對運(yùn)動(dòng)電荷有作用力結(jié)論：磁場對

3、運(yùn)動(dòng)電荷有作用力. 荷蘭物理學(xué)家，他荷蘭物理學(xué)家，他是電子論的創(chuàng)始人、相是電子論的創(chuàng)始人、相對論中洛倫茲變換的建對論中洛倫茲變換的建立者，并因在原子物理立者，并因在原子物理中的重要貢獻(xiàn)（塞曼效中的重要貢獻(xiàn)（塞曼效應(yīng)）獲得第二屆（應(yīng)）獲得第二屆（19021902年）諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。年）諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。被愛因斯坦稱為被愛因斯坦稱為“我們我們時(shí)代最偉大，最高尚的時(shí)代最偉大，最高尚的人人”。荷蘭物理學(xué)家荷蘭物理學(xué)家 洛倫茲洛倫茲(Lorentz， 18531928)運(yùn)動(dòng)電荷在磁場中受到的作用力運(yùn)動(dòng)電荷在磁場中受到的作用力磁場對運(yùn)動(dòng)電荷的作用力磁場對運(yùn)動(dòng)電荷的作用力 磁場對電流有安培力的作用磁場對電流有

4、安培力的作用,而電而電流是由電荷定向運(yùn)動(dòng)形成的流是由電荷定向運(yùn)動(dòng)形成的,且磁場對且磁場對運(yùn)動(dòng)電荷有洛倫茲力的作用運(yùn)動(dòng)電荷有洛倫茲力的作用.所以所以安培安培力是洛倫茲力的力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)宏觀表現(xiàn).一、洛倫茲力的定義一、洛倫茲力的定義為什么磁場對通電導(dǎo)線有作用力為什么磁場對通電導(dǎo)線有作用力?安培力是洛倫茲力的安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)宏觀表現(xiàn)洛倫茲力是安培力的洛倫茲力是安培力的微觀本質(zhì)微觀本質(zhì)安培力安培力洛侖茲力洛侖茲力磁場對磁場對電流電流的作用的作用磁場對磁場對運(yùn)動(dòng)電荷運(yùn)動(dòng)電荷的作用的作用因因果果微觀原因微觀原因宏觀表現(xiàn)宏觀表現(xiàn)+IF-IF1.判定安培力方向。判定安培力方向。2.電流方向和

5、電荷運(yùn)動(dòng)方向的關(guān)系。電流方向和電荷運(yùn)動(dòng)方向的關(guān)系。3.安培力方向和洛倫茲力方向的關(guān)系。安培力方向和洛倫茲力方向的關(guān)系。4.電荷運(yùn)動(dòng)方向、磁場方向、洛倫茲力電荷運(yùn)動(dòng)方向、磁場方向、洛倫茲力方向的關(guān)系。方向的關(guān)系。 想一想二、洛倫茲力的方向二、洛倫茲力的方向左手定則：左手定則：伸開左手伸開左手, ,使拇指與其余使拇指與其余四指垂直且處于同一平面內(nèi)四指垂直且處于同一平面內(nèi); ;讓磁感讓磁感線從掌心進(jìn)入線從掌心進(jìn)入, ,使四指指向正電荷運(yùn)使四指指向正電荷運(yùn)動(dòng)的方向動(dòng)的方向, ,拇指所指的方向就是正電拇指所指的方向就是正電荷所受洛倫茲力的方向荷所受洛倫茲力的方向 如果是如果是負(fù)電荷負(fù)電荷,我們應(yīng)如何我們

6、應(yīng)如何判定洛倫茲力的方向判定洛倫茲力的方向?FFvqv-q四指的方向四指的方向電流的方向電流的方向正電荷的運(yùn)動(dòng)方向正電荷的運(yùn)動(dòng)方向負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的反反方向方向二、洛倫茲力的方向二、洛倫茲力的方向vFvFvBF垂直于垂直于紙面向外紙面向外F垂直于垂直于紙面向外紙面向外v甲乙丙丁訓(xùn)練鞏固：訓(xùn)練鞏固：試判斷下圖中的帶電粒子試判斷下圖中的帶電粒子剛進(jìn)入磁場時(shí)所受洛倫茲力的方向剛進(jìn)入磁場時(shí)所受洛倫茲力的方向 BBB1、以相同速度進(jìn)入同一磁場的、以相同速度進(jìn)入同一磁場的 正、正、負(fù)負(fù)電荷受到的洛倫茲力方向電荷受到的洛倫茲力方向相反相反2、洛倫茲力的方向、洛倫茲力的方向 垂直垂直于于v和和B組成的平

7、面組成的平面B F洛洛v洛倫茲力大小可能會(huì)與哪些因素洛倫茲力大小可能會(huì)與哪些因素有關(guān)有關(guān)?當(dāng)電荷運(yùn)動(dòng)方向跟磁場方向垂直時(shí)當(dāng)電荷運(yùn)動(dòng)方向跟磁場方向垂直時(shí)洛倫茲力的大小跟三個(gè)因素相關(guān)洛倫茲力的大小跟三個(gè)因素相關(guān):1.磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度B2.電荷量電荷量q3.電荷運(yùn)動(dòng)快慢電荷運(yùn)動(dòng)快慢v三、洛倫茲力的大小三、洛倫茲力的大小vvvv設(shè)有一段長為設(shè)有一段長為L，橫，橫截面積為截面積為S的直導(dǎo)線，的直導(dǎo)線，單位體積內(nèi)的自由電荷單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為數(shù)為n，每個(gè)自由電荷，每個(gè)自由電荷的電荷量為的電荷量為q，自由電，自由電荷定向移動(dòng)的速率為荷定向移動(dòng)的速率為v.這段通電導(dǎo)線垂直磁場這段通電導(dǎo)線垂直磁場方向放

8、入磁感應(yīng)強(qiáng)度為方向放入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，求的勻強(qiáng)磁場中，求三、洛倫茲力的大小三、洛倫茲力的大小IFvvvv(1)通電導(dǎo)線中的電流通電導(dǎo)線中的電流(2)通電導(dǎo)線所受的安培力通電導(dǎo)線所受的安培力(3)這段導(dǎo)線內(nèi)的自由電荷數(shù)這段導(dǎo)線內(nèi)的自由電荷數(shù)(4)每個(gè)電荷所受的洛倫茲力每個(gè)電荷所受的洛倫茲力qvBnSLLnqvSBNFF)(安洛nSLN nqvSI LnqvSBBILF)(安單位：單位：F(N)，q(C)，v(m/s), B(T)qvBF洛電荷量為電荷量為q的粒子以速度的粒子以速度v運(yùn)動(dòng)時(shí)運(yùn)動(dòng)時(shí),如果速度方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向如果速度方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直垂直,那么粒子所受的洛倫茲力為

9、那么粒子所受的洛倫茲力為(v垂直垂直B)三、洛倫茲力的大小三、洛倫茲力的大小問題問題:若帶電粒子不垂直射入磁若帶電粒子不垂直射入磁場場,粒子受到的洛倫茲力又如何呢粒子受到的洛倫茲力又如何呢?V2V1(vB)(vB)特例特例: :qvBF 洛0洛F當(dāng)運(yùn)動(dòng)電荷的速度當(dāng)運(yùn)動(dòng)電荷的速度v v方向與磁感應(yīng)強(qiáng)方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度度B B方向的夾角為方向的夾角為，電荷所受的洛倫茲，電荷所受的洛倫茲力大小為力大小為 單位：單位：F(N)，q(C)，v(m/s), B(T)三、洛倫茲力的大小三、洛倫茲力的大小sinqvBF 洛F洛洛=qvB =1.6010-1931060.10N =4.810-14N 電子的速率電

10、子的速率v=3106m/s,垂直射垂直射入入B=0.10T的勻強(qiáng)磁場中的勻強(qiáng)磁場中,它受到的它受到的洛倫茲力是多大洛倫茲力是多大?課課 堂堂 練練 習(xí)習(xí)解：因?yàn)榻猓阂驗(yàn)関垂直垂直B,所以所受洛倫茲力大小所以所受洛倫茲力大小當(dāng)一帶正電當(dāng)一帶正電q的粒子以速度的粒子以速度v沿螺線管中軸沿螺線管中軸線進(jìn)入該通電螺線管線進(jìn)入該通電螺線管,若不計(jì)重力若不計(jì)重力,則則( )A帶電粒子帶電粒子速度大小改變速度大小改變B帶電粒子速度方向改變帶電粒子速度方向改變C帶電粒子速度大小不變帶電粒子速度大小不變D帶電粒子速度方向不變帶電粒子速度方向不變B課課 堂堂 練練 習(xí)習(xí) 電荷量為電荷量為q的粒子在勻強(qiáng)磁場中運(yùn)的粒

11、子在勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是動(dòng)，下列說法正確的是( )A只要速度大小相同，所受洛倫茲力就只要速度大小相同，所受洛倫茲力就相同相同B如果把如果把q改為改為- -q，且速度反向，大，且速度反向，大小不變，則洛倫茲力的大小方向不變小不變，則洛倫茲力的大小方向不變C洛倫茲力方向一定與電荷速度方向垂洛倫茲力方向一定與電荷速度方向垂直，磁場方向一定與電荷運(yùn)動(dòng)方向垂直直，磁場方向一定與電荷運(yùn)動(dòng)方向垂直D粒子的速度一定變化粒子的速度一定變化課課 堂堂 練練 習(xí)習(xí) 來自宇宙的質(zhì)子流，以與地球表面垂直的來自宇宙的質(zhì)子流，以與地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一點(diǎn)，則這些質(zhì)子在進(jìn)方向射向赤道上空的某一點(diǎn)，則

12、這些質(zhì)子在進(jìn)入地球周圍的空間時(shí)，將入地球周圍的空間時(shí)，將( )A豎直向下沿直線豎直向下沿直線射向地面射向地面B相對于預(yù)定地面相對于預(yù)定地面向東偏轉(zhuǎn)向東偏轉(zhuǎn)C相對于預(yù)定點(diǎn)稍向西偏轉(zhuǎn)相對于預(yù)定點(diǎn)稍向西偏轉(zhuǎn)D相對于預(yù)定點(diǎn)稍向北偏轉(zhuǎn)相對于預(yù)定點(diǎn)稍向北偏轉(zhuǎn)V V課課 堂堂 練練 習(xí)習(xí)人類首次拍到南北極光人類首次拍到南北極光“同放光彩同放光彩”奇奇景景以正電荷為例以正電荷為例 在太陽創(chuàng)造的諸如光和熱等形式的能量中，在太陽創(chuàng)造的諸如光和熱等形式的能量中，有一種能量被稱為有一種能量被稱為“太陽風(fēng)太陽風(fēng)”。這是一束可以。這是一束可以覆蓋地球的強(qiáng)大的帶電亞原子顆粒流，該太陽覆蓋地球的強(qiáng)大的帶電亞原子顆粒流，該太陽風(fēng)在地球上空環(huán)繞地球流動(dòng)，以大約每秒風(fēng)在地球上空環(huán)繞地球流動(dòng)，以大約每秒400公里的速度撞擊地球磁場，公里的速度撞擊地球磁場，磁場使該顆粒流偏磁場使該顆粒流偏向地磁極下落向地磁極下落，它們與氧和氮的原子碰撞，擊，它們與氧和氮的原子碰撞，擊走電子，使之成為激發(fā)態(tài)的離子，這些離子發(fā)走電子，使之成為激發(fā)態(tài)的離子，這些離子發(fā)射不同波長的輻射，產(chǎn)生出紅、綠或藍(lán)等色的射不同波長的輻射，產(chǎn)生出紅、綠或藍(lán)等色的極光特征色彩，形成極光。在南極地區(qū)形成的極光特征色彩，形成極光。在南極地區(qū)