教育精品：35磁场对运动电荷的作用力.ppt

3.5 3.5 磁场对运动电荷磁场对运动电荷的作用力的作用力复复 习习1、磁场对通电导线的作用力的大小和方向？、磁场对通电导线的作用力的大小和方向？2、电流是如何形成的？、电流是如何形成的？3、由上述的两个问题你可以想到什么？、由上述的两个问题你可以想到什么？磁场对通电导线磁场对通电导线有安培力的作用，电流有安培力的作用，电流又是由大量电荷定向移动形成，又是由大量电荷定向移动形成，也就是说也就是说磁场可能对运动电荷有力的作用磁场可能对运动电荷有力的作用。电荷的定向移动形成的电荷的定向移动形成的大小：大小：FBILsin方向：左手定则方向：左手定则一、磁场对运动电荷的作用力一、磁场对运动电荷的作用力演示：阴极射线在磁场中的偏转演示：阴极射线在磁场中的偏转电子射线管的原理：电子射线管的原理：从阴极发射出来电子，在阴阳两极间的高压作用从阴极发射出来电子，在阴阳两极间的高压作用下，使电子加速，形成电子束，轰击到长条形的荧下，使电子加速，形成电子束，轰击到长条形的荧光屏上激发出荧光，可以显示电子束的运动轨迹。光屏上激发出荧光，可以显示电子束的运动轨迹。实验现象：实验现象：在没有外磁场时，电子束沿直线运动，将蹄形磁在没有外磁场时，电子束沿直线运动，将蹄形磁铁靠近阴极射线管，发现电子束运动轨迹发生了弯曲。铁靠近阴极射线管，发现电子束运动轨迹发生了弯曲。结论：磁场对运动电荷有作用。结论：磁场对运动电荷有作用。运动电荷在磁场中受到的作用力叫做运动电荷在磁场中受到的作用力叫做洛伦兹力，洛伦兹力，安培力是洛伦兹力的安培力是洛伦兹力的宏观表现。宏观表现。二、洛伦兹力的方向二、洛伦兹力的方向左手定则：四指指向与形成的电流方向一致，即左手定则：四指指向与形成的电流方向一致，即与与正电荷正电荷运动方向运动方向相同相同，与，与负电荷负电荷运动方向运动方向相反相反。二、洛伦兹力的方向二、洛伦兹力的方向_左手定则左手定则vv1 1、伸开左手，使大拇指和其余四伸开左手，使大拇指和其余四指垂直且处于同一平面内，把手放指垂直且处于同一平面内，把手放入磁场中，让入磁场中，让磁感线垂直穿过手心磁感线垂直穿过手心，若若四指指向正电荷运动的方向四指指向正电荷运动的方向，那，那么么拇指所指的方向就使正电荷所受拇指所指的方向就使正电荷所受洛伦兹力的方向洛伦兹力的方向 2 2、若四指指向负电荷运动的、若四指指向负电荷运动的反方反方向向，那么拇指所指的方向就是负电，那么拇指所指的方向就是负电荷所受洛伦兹力的方向荷所受洛伦兹力的方向FF1 1、下列各图中带电粒子刚刚进入磁场，试判断、下列各图中带电粒子刚刚进入磁场，试判断这时粒子所受洛伦兹力的方向这时粒子所受洛伦兹力的方向 +V VV V+V VV VV V+V VF FL+V V垂直纸面向外垂直纸面向外 垂直纸面向里垂直纸面向里+V VF FLF FL LF FLFL=0FL=0课堂练习课堂练习:FVFV，FB FB，F VF V、B B 所在的平面所在的平面（1）洛伦兹力方向与带电粒子的运动方向有什么关系？）洛伦兹力方向与带电粒子的运动方向有什么关系？总是总是垂直垂直（注意：但注意：但B与与v方向可以不垂直）方向可以不垂直）（2）洛伦兹力带电粒子运动的速度有什么影响？）洛伦兹力带电粒子运动的速度有什么影响？只只改变改变粒子速度的粒子速度的方向方向，不改变不改变粒子速度的粒子速度的大小大小（3）洛伦兹力对带电粒子做的功是多少？）洛伦兹力对带电粒子做的功是多少？由于洛伦兹力方向始终与带电粒子运动方向垂直，由于洛伦兹力方向始终与带电粒子运动方向垂直，所以所以洛伦兹力对运动电荷不做功洛伦兹力对运动电荷不做功（4）带电粒子只在洛伦兹力的作用下将做什么运动？）带电粒子只在洛伦兹力的作用下将做什么运动？思考与讨论思考与讨论洛伦兹力对电荷起向心力的作用，故只在洛伦兹洛伦兹力对电荷起向心力的作用，故只在洛伦兹力的作用下，电荷将作匀速圆周运动。力的作用下，电荷将作匀速圆周运动。IBFvvvv三、洛伦兹力大小三、洛伦兹力大小 设有一段长为设有一段长为L，横截面积为，横截面积为S的直导线，单位体积的直导线，单位体积内的自由电荷数为内的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为，每个自由电荷的电荷量为q，自，自由电荷定向移动的速率为由电荷定向移动的速率为v。这段通电导线垂直磁场。这段通电导线垂直磁场方向放入磁感应强度为方向放入磁感应强度为B的匀强磁场中，的匀强磁场中，求：求：（1）通电导线中的电流？）通电导线中的电流？（2）通电导线所受的安培力？）通电导线所受的安培力？（3）这段导线内的自由电荷数？）这段导线内的自由电荷数？（4）每个电荷所受的洛伦兹力？）每个电荷所受的洛伦兹力？导线中的电流强度导线中的电流强度 I =导线中的电荷的总个数为导线中的电荷的总个数为N=每个电荷受每个电荷受洛伦兹力力为洛伦兹力力为nqSvnSL导线受安培力为导线受安培力为 F安安 =BIL=BnqSvL三、洛伦兹力大小三、洛伦兹力大小注意：注意：(V方向与方向与B方向方向垂直垂直）V问题若此电子不垂直射入磁场，电子受问题若此电子不垂直射入磁场，电子受到的洛伦兹力又如何呢到的洛伦兹力又如何呢？洛伦兹力：洛伦兹力：F=qVBF=qVB (V(V垂直垂直B B）B1B2 (VB）F洛洛=qVB (VB）F洛洛=0当当V与与B成一角度成一角度时时 F洛洛=qVBsin 小结：洛伦兹力大小小结：洛伦兹力大小 v=0 F洛洛=0 课堂训练课堂训练电子以初速度电子以初速度V V垂直进入磁感应强度为垂直进入磁感应强度为B B的匀强磁场中的匀强磁场中,则则 ()()A.A.磁场对电子的作用力始终不变磁场对电子的作用力始终不变.B.B.磁场对电子的作用力始终不做功磁场对电子的作用力始终不做功 C.C.电子的速度始终不变电子的速度始终不变.D.D.电子的动能始终不变电子的动能始终不变BD质质量量为为m m，带带电电量量为为q q的的带带电电小小球球，以以速速率率v v垂垂直直进进入入如如图图所所示示的的匀匀强强磁磁场场中中，恰恰好好做做匀匀速速直直线线运运动动求求：磁磁场场的的磁磁感感应应强强度度及及带电小球的电性带电小球的电性 速度选择器速度选择器在电、磁场中，若不计重力，则：在电、磁场中，若不计重力，则：1.速度选择器只选择速度，与电荷的正负无关速度选择器只选择速度，与电荷的正负无关2.注意电场和磁场的方向搭配。注意电场和磁场的方向搭配。四、电视显像管的工作原理四、电视显像管的工作原理 1 1、要是电子打在、要是电子打在A A点，偏转磁场点，偏转磁场应该沿什么方向？应该沿什么方向？垂直纸面向外垂直纸面向外2 2、要是电子打在、要是电子打在B B点，偏转磁场点，偏转磁场应该沿什么方向？应该沿什么方向？垂直纸面向里垂直纸面向里3 3、要是电子打从、要是电子打从A A点向点向B B点逐渐移动，偏转磁场应点逐渐移动，偏转磁场应该怎样变化？该怎样变化？先垂直纸面向外并逐渐减小，先垂直纸面向外并逐渐减小，然后垂直纸面向里并逐渐增大。然后垂直纸面向里并逐渐增大。小小 结结1 1、洛伦兹力：磁场对运动电荷的作用力、洛伦兹力：磁场对运动电荷的作用力 安培力是洛伦兹力的宏观表现安培力是洛伦兹力的宏观表现2 2、洛伦兹力的方向：左手定则、洛伦兹力的方向：左手定则 F v F B F v F B 3 3、洛伦兹力大小：、洛伦兹力大小：F F洛洛=qVBsin=qVBsin VB VB F F洛洛=qVB=qVB VB VB F F洛洛=0=04 4、特点：洛伦兹力只改变力的方向，不改变、特点：洛伦兹力只改变力的方向，不改变 力的大小，洛伦兹力对运动电荷不做功力的大小，洛伦兹力对运动电荷不做功