35磁场对运动电荷的作用力.ppt

四、磁场对运动电荷的作用 复复 习习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？2 2、电流是如何形成的？、电流是如何形成的？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？ 磁场对通电导线的磁场对通电导线的安培力可能是作用在安培力可能是作用在大量运动电荷的作用力的宏观表现，大量运动电荷的作用力的宏观表现，也就也就是说磁场可能对运动电荷有力的作用是说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： F F＝＝B BI ILsinLsinθθ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，轰击到压作用下，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。

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，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  运动电荷在磁场中运动电荷在磁场中受到的作用力叫做受到的作用力叫做洛伦兹力，洛伦兹力，安培力安培力是洛伦兹力的是洛伦兹力的宏观宏观表现 v+— v二、洛伦兹力的方向二、洛伦兹力的方向ⅠⅠⅠⅠFF甲甲乙乙实验模拟分析实验模拟分析左手定则：左手定则：　伸开左手，使大拇指跟其余　伸开左手，使大拇指跟其余四个四个 手指垂直且处于同一平面内，把手手指垂直且处于同一平面内，把手放入磁场中，让磁感线从掌心进入，四指放入磁场中，让磁感线从掌心进入，四指指向电流方向，那么大拇指所指的方向就指向电流方向，那么大拇指所指的方向就是运动电荷所受的洛伦兹力方向．是运动电荷所受的洛伦兹力方向．　　（（1）对于正电荷四指指向电流方向）对于正电荷四指指向电流方向即指向正电荷的运动方向．即指向正电荷的运动方向．　（　（2）对于负电荷四指指向电流方向）对于负电荷四指指向电流方向即指向负电荷运动的反方向．即指向负电荷运动的反方向．洛伦兹力方向判定方法：洛伦兹力方向判定方法：1、判断下列粒子在磁场中所受洛伦兹力的方向、判断下列粒子在磁场中所受洛伦兹力的方向 × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × +v60● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● +v-vv45-1234BBBBFF垂直纸面向里垂直纸面向里不受力不受力课堂训练课堂训练v v-ⅠⅠVF2、试判断下列各图带电粒子所受、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、洛仑兹力的方向、或磁场的方向、或粒子运动方向或粒子运动方向(q,v,B两两垂直两两垂直)垂直纸面向外垂直纸面向外3、如图表示磁场、如图表示磁场B的方向、电荷运动的方向、电荷运动v的的方向和磁场对运动电荷作用力方向和磁场对运动电荷作用力f方向的相互方向的相互关系，其中关系，其中B、、v、、f的方向两两相垂直，的方向两两相垂直，正确的图是正确的图是( ) ABD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 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，每个自由电荷的电，每个自由电荷的电荷量为荷量为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。

这段通这段通电导线垂直磁场方向放入磁感应强度为电导线垂直磁场方向放入磁感应强度为B B的匀强磁的匀强磁场中，求场中，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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 F F洛洛= =qVBqVB ( V⊥B ( V⊥B）） F F洛洛= 0 ( V∥B= 0 ( V∥B））当当V V与与B B成一角度成一角度θθ时时 F F洛洛= =qVBsinqVBsinθθ 三、洛伦兹力大小三、洛伦兹力大小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 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F ⊥ vF ⊥ vF ⊥ BF ⊥ B课堂训练课堂训练4 4、、电子以初速度电子以初速度V V垂直进入垂直进入磁感应强度磁感应强度为为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5、电子的速率电子的速率v v=3×10=3×106 6 m/sm/s，垂直，垂直射入射入B B=0.10 T=0.10 T的匀强磁场中，它受的匀强磁场中，它受到的洛伦兹力是多大？到的洛伦兹力是多大？F F洛洛= =qvBqvB =1.60×10=1.60×10-19-19×3×10×3×106 6×0.10×0.10 =4.8×10 =4.8×10-14-14 N N解：由题意知解：由题意知v垂直垂直B,由洛伦兹力公式得由洛伦兹力公式得：：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= =qVBsinqVBsinθθ V⊥B V⊥B F F洛洛= =qVBqVB V∥BV∥B 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 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模拟演示模拟演示拓展延伸1、、当一带正电当一带正电q的粒子以速度的粒子以速度v沿螺线管中轴线进入沿螺线管中轴线进入该通电螺线管，若不计重力，则该通电螺线管，若不计重力，则 （（ ））A．带电粒子速度大小改变；．带电粒子速度大小改变；B．带电粒子速度方向改变；．带电粒子速度方向改变；C．带电粒子速度大小不变；．带电粒子速度大小不变；D．带电粒子速度方向不变．带电粒子速度方向不变CD2、质量、质量m=0.1×10-3kg的小物块，带有电量为的小物块，带有电量为 q=5×10-4C的正电荷，放在斜面上，斜面的倾角的正电荷，放在斜面上，斜面的倾角α=30°，物块与斜面间，物块与斜面间的动摩擦因数的动摩擦因数μ=0.4设整个斜面放在匀强磁场中，设整个斜面放在匀强磁场中，B=0.5T，方向如图，若斜面足够长，问：，方向如图，若斜面足够长，问：（（1）物块下滑时，能达到的最大速率为多少？）物块下滑时，能达到的最大速率为多少？（（2）如果将磁场反向，其他条件不变，物块下滑时将发生）如果将磁场反向，其他条件不变，物块下滑时将发生什么情况？什么情况？ 。