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- 上傳時間:
- 2018-07-02
- 素材編號:
- 199952
- 素材類別:
- 課件PPT
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這是磁場對運動電荷的作用ppt,包括了帶電粒子在磁場中的運動,對洛倫茲力的理解,洛倫茲力和安培力的關(guān)系,洛倫茲力的特點等內(nèi)容,歡迎點擊下載。
磁場對運動電荷的作用ppt是由紅軟PPT免費下載網(wǎng)推薦的一款課件PPT類型的PowerPoint.
【想一想】
如圖所示是電子射線管示意圖.接通電源后,電子射線由陰極沿x軸正方向射出,在熒光屏上會看到一條亮線.
(1)若將某一磁鐵靠近射線管,會發(fā)生什么現(xiàn)象?
(2)影響亮線的偏轉(zhuǎn)方向的因素有哪些?
提示:(1)亮線發(fā)生彎曲 (2)運動電荷的電性 運動方向、磁場方向
【填一填】
1.洛倫茲力定義: 電荷在磁場中所受的力.
2.洛倫茲力大小
(1)v∥B時,F(xiàn)=0.
(2)v⊥B時,F(xiàn)= .
(3)v與B夾角為θ時,F(xiàn)= .
3.洛倫茲力方向
(1)判定方法:應(yīng)用左手定則,注意四指應(yīng)指向正電荷運動方向或負(fù)電荷運動的反方向.
(2)方向特點:F⊥B,F(xiàn)⊥v.即F垂直于 決定的平面.(注意B和v可以有任意夾角).
由于F始終 v的方向,故洛倫茲力永不做功.
【想一想】
(1)下圖中的幾種情況,帶電粒子做什么運動?
(2)試畫出圖中幾種情況下帶電粒子的運動軌跡.
【填一填】
1.v∥B時的運動狀態(tài)
若v∥B,帶電粒子不受洛倫茲力,在勻強磁場中做 運動.
2.v⊥B時的運動狀態(tài)
若v⊥B,帶電粒子僅受 作用,在垂直于磁感線的平面內(nèi)以入射速度v的大小做 運動.
基礎(chǔ)自測
1.下列說法正確的是( )
A.運動電荷在磁感應(yīng)強度不為零的地方,一定受到洛倫茲力的作用
B.運動電荷在某處不受洛倫茲力作用,則該處的磁感應(yīng)強度一定為零
C.洛倫茲力既不能改變帶電粒子的動能,也不能改變帶電粒子的速度
D.洛倫茲力對帶電粒子不做功
解析:運動電荷在磁感應(yīng)強度不為零的地方,若運動方向與磁場方向平行,就不受洛倫茲力,A錯;運動電荷在某處不受洛倫茲力,該處磁感應(yīng)強度不一定為零,B錯;洛倫茲力不能改變帶電粒子的動能,但能改變帶電粒子的速度方向,C錯;洛倫茲力永不做功,D對.
答案:D
2.如圖所示,電子槍射出的電子束進(jìn)入示波管,在示波管正下方有豎直放置的通電環(huán)形導(dǎo)線,則示波管中的電子束將( )
A.向上偏轉(zhuǎn) B.向下偏轉(zhuǎn)
C.向紙外偏轉(zhuǎn) D.向紙里偏轉(zhuǎn)
解析:由安培定則可判斷通過示波管的磁場方向垂直紙面向外,由左手定則可知電子束在洛倫茲力作用下向上偏轉(zhuǎn),選項A正確.
答案:A
3.兩個電荷量相等的帶電粒子,在同一勻強磁場中只受洛倫茲力作用而做勻速圓周運動.下列說法中正確的是( )
A.若它們的運動周期相等,則它們的質(zhì)量相等
B.若它們的運動周期相等,則它們的速度大小相等
C.若它們的軌跡半徑相等,則它們的質(zhì)量相等
D.若它們的軌跡半徑相等,則它們的速度大小相等
答案:A
答案:C
【互動探究】
1.洛倫茲力和安培力從宏觀上和微觀上看有什么關(guān)系?
2.洛倫茲力的方向與電荷運動的方向和磁場方向有什么樣的關(guān)系?
3.電荷在電場中和磁場中受力和運動特點有哪些區(qū)別?
【核心突破】
1.洛倫茲力和安培力的關(guān)系
洛倫茲力是單個運動電荷在磁場中受到的力,而安培力是導(dǎo)體中所有定向移動的自由電荷受到的洛倫茲力的宏觀表現(xiàn).
2.洛倫茲力的特點
【核心突破】
1.洛倫茲力和安培力的關(guān)系
洛倫茲力是單個運動電荷在磁場中受到的力,而安培力是導(dǎo)體中所有定向移動的自由電荷受到的洛倫茲力的宏觀表現(xiàn).
2.洛倫茲力的特點
(1)洛倫茲力的方向總是垂直于運動電荷速度方向和磁場方向確定的平面,所以洛倫茲力只改變速度的方向,不改變速度的大小,即洛倫茲力永不做功.
(2)當(dāng)電荷運動方向發(fā)生變化時,洛倫茲力的方向也隨之變化.
(3)用左手定則判斷負(fù)電荷在磁場中運動所受的洛倫茲力時,要注意將四指指向電荷運動的反方向.
3.洛倫茲力與靜電力的比較
【典例1】
在如圖所示寬度范圍內(nèi),用場強為E的勻強電場可使初速度是v0的某種正粒子偏轉(zhuǎn)θ角.在同樣寬度范圍內(nèi),若改用方向垂直于紙面向外的勻強磁場,使該粒子穿過該區(qū)域,并使偏轉(zhuǎn)角也為θ(不計粒子的重力),問:
(1)勻強磁場的磁感應(yīng)強度是多大?
(2)粒子穿過電場和磁場的時間之比是多大?
[思路探究] (1)帶電粒子在勻強電場中做________運動.
①水平方向做________運動.
②豎直方向做________運動.
③運動時間:________.
(2)帶電粒子在勻強磁場中做________運動.
①在磁場中運動的軌道半徑________.
②θ角和圓心角的關(guān)系:________.
③在磁場中的運動時間:________.
答案:C
【互動探究】
1.你熟悉的常見有界磁場有哪些?帶電粒子在有界磁場中運動的特點有哪些?
2.帶電粒子在有界磁場中運動時,如何確定圓心、半徑、運動時間?
【核心突破】
1.圓心的確定
(1)基本思路:與速度方向垂直的直線和圖中弦的中垂線一定過圓心.
(2)兩種常見情形:
①已知入射方向和出射方向時,可通過入射點和出射點分別作垂直于入射方向和出射方向的直線,兩條直線的交點就是圓弧軌道的圓心(如圖甲a所示,圖中P為入射點,M為出射點).
②已知入射點和出射點的位置時,可以先通過入射點作入射方向的垂線,再連接入射點和出射點,作其中垂線,這兩條垂線的交點就是圓弧軌道的圓心(如圖甲b所示,圖中P為入射點,M為出射點.)
2.帶電粒子在不同邊界磁場中的運動
(1)直線邊界(進(jìn)出磁場具有對稱性,如圖乙).
(2)平行邊界(存在臨界條件,如圖丙).
(3)圓形邊界(沿徑向射入必沿徑向射出,如圖丁).
3.半徑的確定和計算
利用平面幾何關(guān)系,求出該圓的可能半徑(或圓心角),并注意以下兩個重要的幾何特點:
3.半徑的確定和計算
利用平面幾何關(guān)系,求出該圓的可能半徑(或圓心角),并注意以下兩個重要的幾何特點:
(1)粒子速度的偏向角φ等于圓心角α,并等于AB弦與切線的夾角(弦切角θ)的2倍(如圖所示),即φ=α=2θ=ωt.
(2)相對的弦切角θ相等,與相鄰的弦切角θ ′互補,即θ+θ ′=180°.
[思路點撥]
[答案] B
2.(2014年淮南模擬)如圖所示,在垂直紙面向里的勻強磁場的邊界上,有兩個質(zhì)量和電荷量均相同的正負(fù)離子(不計重力),從點O以相同的速率先后射入磁場中,入射方向與邊界成θ角,則下列關(guān)于正負(fù)離子在磁場中的說法不正確的是( )
A.運動時間相同
B.運動軌道的半徑相同
C.重新回到邊界時速度的大小和方向相同
D.重新回到邊界的位置與O點距離相等
答案:A
——帶電粒子在勻強磁場中運動的臨界、極值問題處理方法
[解題思路]
以題目中的“恰好”、“最大”、“最高”、“至少”等詞語為突破口,借助半徑R和速度v(或磁場B)之間的約束關(guān)系進(jìn)行動態(tài)運動軌跡分析,確定軌跡圓和邊界的關(guān)系,找出臨界點,然后利用數(shù)學(xué)方法求解極值.
1.臨界問題的一般解題模式為:
(1)找出臨界狀態(tài)及臨界條件;
(2)總結(jié)臨界點的規(guī)律;
(3)解出臨界量;
(4)分析臨界量列出公式.
2.極值問題的求解思路一般有以下兩種:一是根據(jù)題給條件列出函數(shù)關(guān)系式進(jìn)行分析、討論;二是借助于幾何圖形進(jìn)行直觀分析.
【典例】 (2014年阜陽調(diào)研)(14分)如圖所示,中軸線PQ將矩形區(qū)域MNDC分成上下兩部分,上部分充滿垂直紙面向外的勻強磁場,下部分充滿垂直紙面向內(nèi)的勻強磁場,磁感應(yīng)強度皆為B.一質(zhì)量為m,帶電荷量為q的帶正電粒子從P點進(jìn)入磁場,速度與邊MC的夾角θ=30°.MC的邊長為a,MN的邊長為8a,不計粒子的重力.求:
(1)若要該粒子不從MN邊射出磁場,其速度最大值是多少?
(2)若要該粒子恰從Q點射出磁場,其在磁場中運行的時間至少是多少?第1節(jié)磁現(xiàn)象磁場ppt:這是第1節(jié)磁現(xiàn)象磁場ppt,包括了隊伍靠什么來辨別前進(jìn)的方向?動手動腦學(xué)物理,思考,磁場,地磁場與地磁偏角等內(nèi)容,歡迎點擊下載。
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