带电粒子在磁场中受力.ppt
3.5 3.5 磁场对运动电荷的作用力磁场对运动电荷的作用力郑集中学高二物理组 复习复习1 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？大小：大小：F FB BI ILsinLsin方向：左手定则方向：左手定则复习复习2 2电流是如何形成的？电流是如何形成的？电流是如何形成的？电流是如何形成的？电荷的定向移动形成的电荷的定向移动形成的复习复习3 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 磁场对通电导线的磁场对通电导线的安培力可能是作安培力可能是作用在大量运动电荷的作用力的宏观用在大量运动电荷的作用力的宏观表现，表现，也就是说磁场可能对运动电也就是说磁场可能对运动电荷有力的作用。荷有力的作用。磁场对运动电荷的作用力磁场对运动电荷的作用力演示演示阴极射线在磁场中的偏转阴极射线在磁场中的偏转阴极射线在磁场中的偏转阴极射线在磁场中的偏转 从阴极发射出来电子，从阴极发射出来电子，在阴阳两极间的高压作用下，在阴阳两极间的高压作用下，使电子加速，形成电子束，使电子加速，形成电子束，轰击到长条形的荧光屏上激轰击到长条形的荧光屏上激发出荧光，可以显示电子束发出荧光，可以显示电子束的运动轨迹。的运动轨迹。在没有外磁场时，电在没有外磁场时，电子束沿直线运动，将蹄形子束沿直线运动，将蹄形磁铁靠近阴极射线管，发磁铁靠近阴极射线管，发现电子束运动轨迹发生了现电子束运动轨迹发生了弯曲。弯曲。原理原理实验现象实验现象郑集中学高二物理组 张亚维磁场对运动电荷的作用磁场对运动电荷的作用磁场对运动电荷有力磁场对运动电荷有力的作用的作用结论结论郑集中学高二物理组 张亚维洛伦兹力洛伦兹力 运动电荷在磁场中受到的作用力运动电荷在磁场中受到的作用力叫做叫做洛伦兹力洛伦兹力，安培力安培力是洛伦兹力是洛伦兹力的的宏观宏观表现。表现。洛伦兹力洛伦兹力方向方向左手定则左手定则：四指指向与形成的电流方四指指向与形成的电流方向一致，即与向一致，即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。洛伦兹力方向洛伦兹力方向练习1.1.判断下列粒子进入磁场时所受的洛伦兹力的方向判断下列粒子进入磁场时所受的洛伦兹力的方向 q洛伦兹力洛伦兹力大小大小设有一段长为设有一段长为L L，横截面积为，横截面积为S S的直导线，的直导线，单位体积内的自由电荷数为单位体积内的自由电荷数为n n，每个自由电荷，每个自由电荷的电荷量为的电荷量为q q，自由电荷定向移动的速率为，自由电荷定向移动的速率为v v。这段通电导线垂直磁场方向放入磁感应强度为这段通电导线垂直磁场方向放入磁感应强度为B B的匀强磁场中，求的匀强磁场中，求（1 1）通电导线中的电流）通电导线中的电流（2 2）通电导线所受的安培力）通电导线所受的安培力（3 3）这段导线内的自由电荷数）这段导线内的自由电荷数（4 4）每个电荷所受的洛伦兹力）每个电荷所受的洛伦兹力BFI洛伦兹力的大小洛伦兹力的大小 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=每个电荷受力为每个电荷受力为导线受安培力为导线受安培力为 F安安 =nqSvnSLBIL=BnqSvL洛伦兹力的大小洛伦兹力的大小F F洛洛=qVB (VB=qVB (VB）F F洛洛=0 (VB=0 (VB）当当V V与与B B成一角度成一角度时时 F F洛洛=qVBsin=qVBsin 郑集中学高二物理 张亚维思考与讨论思考与讨论（1 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？洛伦兹力方向与带电粒子运动方向洛伦兹力方向与带电粒子运动方向垂直垂直（2 2）洛伦兹力对带电粒子运动的速度有什么影响？）洛伦兹力对带电粒子运动的速度有什么影响？只改变粒子只改变粒子速度的方向速度的方向，不改变粒子，不改变粒子速度的大小速度的大小（3 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？由于洛伦兹力由于洛伦兹力方向始终方向始终与带电粒子与带电粒子运动方向垂直运动方向垂直，所以洛伦兹力对运动电荷所以洛伦兹力对运动电荷不做功不做功洛伦兹力洛伦兹力小小 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 F VB F洛洛=qVB=qVB VB F VB F洛洛=0=04 4、特点：洛伦兹力只改变力的方向，不、特点：洛伦兹力只改变力的方向，不改变改变 力的大小，洛伦兹力对运动力的大小，洛伦兹力对运动电荷不做功电荷不做功郑集中学高二物理 张亚维洛伦兹力洛伦兹力四、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，偏转磁场应该点，偏转磁场应该沿什么方向？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，偏转磁场应该点，偏转磁场应该沿什么方向？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，偏转磁场应该怎样变点逐渐移动，偏转磁场应该怎样变化？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。郑集中学高二物理 张亚维课堂训练课堂训练1 1、试判断下列各图带电粒子所受洛仑试判断下列各图带电粒子所受洛仑兹力的方向、或磁场的方向、或粒子运兹力的方向、或磁场的方向、或粒子运动方向动方向(q,v,B(q,v,B两两垂直两两垂直)fBFv v垂直纸面向外垂直纸面向外课堂训练课堂训练2 2、电子以初速度、电子以初速度V V垂直进入磁感应强度垂直进入磁感应强度为为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课堂训练课堂训练3、电子的速率电子的速率v v=310=3106 6 m/s m/s，垂直射入，垂直射入B B=0.10 T=0.10 T的匀强磁场中，它受到的洛伦兹力的匀强磁场中，它受到的洛伦兹力是多大？是多大？F F洛洛=qvBqvB =1.6010=1.6010-19-193103106 60.100.10 =4.810 =4.810-14-14 N N课堂训练课堂训练4 4、当一带正电、当一带正电q q的粒子以速度的粒子以速度v v沿螺线管中轴线进入该沿螺线管中轴线进入该通电螺线管，若不计重力，则通电螺线管，若不计重力，则 （）A A带电粒子速度大小改变；带电粒子速度大小改变；B B带电粒子速度方向改变；带电粒子速度方向改变；C C带电粒子速度大小不变；带电粒子速度大小不变；D D带电粒子速度方向不变。带电粒子速度方向不变。C DC D
