運動電荷在磁場中受力

1、3.5運動電荷在磁場中受到的力運動電荷在磁場中受到的力3.5運動電荷在磁場中受到的力運動電荷在磁場中受到的力1 1、運用左手定則判斷安培力的方向、運用左手定則判斷安培力的方向II2、磁場對電流有力的作用，電流是怎樣形成的磁場對電流有力的作用，電流是怎樣形成的呢？呢？FF復習、那么我們是否可以想到磁場對運動電荷也那么我們是否可以想到磁場對運動電荷也有作用力呢？有作用力呢？運動電荷在磁場中會受到作用力嗎？運動電荷在磁場中會受到作用力嗎？I電子射線管實驗磁場對運動電磁場對運動電荷的作用力叫荷的作用力叫做做洛倫茲力洛倫茲力vfvfvfvfvfvfIF安安. . . . . . . . . . . .

2、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .安培力是洛倫茲安培力是洛倫茲力的力的宏觀表現(xiàn)宏觀表現(xiàn)洛倫茲力是安培洛倫茲力是安培力的力的微觀本質微觀本質一.洛倫茲力的方向、左手定則vv1 1、 伸開左手，使大拇指和其余四伸開左手，使大拇指和其余四指垂直且處于同一平面內(nèi)，把手放指垂直且處于同一平面內(nèi)，把手放入磁場中，讓磁感線穿過手心，入磁場中，讓磁感線穿過手心，若四指指向正電荷運動的方向，那若四指指向正電荷運動的方向，那么拇指所指的方向就使正電荷所受么拇指所指的方向就使正電荷所受洛倫茲力的方向洛倫茲力的方向 2 2、若四指指向負電荷運動的、若四指

3、指向負電荷運動的反方反方向向，那么拇指所指的方向就是負電，那么拇指所指的方向就是負電荷所受洛倫茲力的方向荷所受洛倫茲力的方向ff一、洛倫茲力的方向vvBvff垂直紙面向外垂直紙面向外試判斷下圖中的帶電粒子剛進入磁場時所受的洛倫茲力的方向試判斷下圖中的帶電粒子剛進入磁場時所受的洛倫茲力的方向 1 1、可見：以相同速度進入同一磁場的正負電荷受到的洛倫茲、可見：以相同速度進入同一磁場的正負電荷受到的洛倫茲力方向相反。力方向相反。2 2、安培力方向由左手定則判斷。（我們知道安培力的方向既、安培力方向由左手定則判斷。（我們知道安培力的方向既垂直于磁場方向，又垂直于電流方向，同樣也用左手定則判斷垂直于磁場

4、方向，又垂直于電流方向，同樣也用左手定則判斷洛倫茲力洛倫茲力f f的方向）也是的方向）也是既垂直于磁場既垂直于磁場B B的方向又垂直于電荷運的方向又垂直于電荷運動速度動速度v v的方向的方向左手定則鞏固練習試判斷各圖中帶電粒子受洛倫茲力的方向，或帶電粒子的電性、試判斷各圖中帶電粒子受洛倫茲力的方向，或帶電粒子的電性、或帶點粒子的運動方向。或帶點粒子的運動方向。vffvv洛倫茲力方向垂直紙面向里洛倫茲力方向垂直紙面向外v1.洛倫茲力的方向垂直于洛倫茲力的方向垂直于v和和B組成的平面。組成的平面。 洛洛倫倫茲力永遠與速度方向垂直。茲力永遠與速度方向垂直。2.洛洛倫倫茲力對電荷不做功茲力對電荷不做功

5、3.洛洛倫倫茲力只改變速度的方向，不改變速度的大小。茲力只改變速度的方向，不改變速度的大小。試判斷下圖中的帶電粒子剛進入磁場時所受的洛倫茲力的情況如何試判斷下圖中的帶電粒子剛進入磁場時所受的洛倫茲力的情況如何 v01 1、當帶電粒子的運動方向與磁場方向平行時，洛倫茲力最小、當帶電粒子的運動方向與磁場方向平行時，洛倫茲力最小f=0f=0 如果帶電粒子射入勻強磁場時如果帶電粒子射入勻強磁場時, ,初速度初速度v vo o跟磁感強度跟磁感強度B B的方向平的方向平行行, ,粒子將做什么運動？粒子將做什么運動？以初速度以初速度v v0 0做勻速直線運動做勻速直線運動二、洛倫茲力的大小我們知道：當電流方

6、向跟磁場方向平我們知道：當電流方向跟磁場方向平行時安培力等于行時安培力等于02、當帶電粒子的運動方向與磁場方向垂、當帶電粒子的運動方向與磁場方向垂直時，洛倫茲力直時，洛倫茲力f最大最大；vqB【思考與討論】【思考與討論】:洛倫茲力大小可能會與哪些因素有關洛倫茲力大小可能會與哪些因素有關?二.洛倫茲力的大小當電荷運動方向跟磁場方向垂直時洛倫茲力的大小跟當電荷運動方向跟磁場方向垂直時洛倫茲力的大小跟三個因素相關：三個因素相關：磁感應強度磁感應強度B電荷量電荷量q電荷運動快慢電荷運動快慢 v3.洛倫茲力的大小洛倫茲力的大小 若有一段長度為若有一段長度為L的通電導線，橫截面積為的通電導線，橫截面積為S

7、，單位，單位體積中含有的自由電荷數(shù)為體積中含有的自由電荷數(shù)為n，每個自由電荷的電量為，每個自由電荷的電量為q，定向移動的平均速率為定向移動的平均速率為v，將這段導線垂直于磁場方向放，將這段導線垂直于磁場方向放入磁感應強度為入磁感應強度為B的勻強磁場中。的勻強磁場中。 推導：推導：這段導體所受的安培力這段導體所受的安培力 ： I的微觀表達式的微觀表達式 ： 這段導體中含有的自由電荷數(shù)：這段導體中含有的自由電荷數(shù)： 每個自由電荷所受的洛倫茲力大小每個自由電荷所受的洛倫茲力大小 ：qvBnLSnqvSLBnLSBILnLSFf安F=BILI=nqsvN=nLsN=nLsvtvsvV 問題若此電子不垂

8、直射入磁場，問題若此電子不垂直射入磁場，電子受到的洛倫茲力又如何呢電子受到的洛倫茲力又如何呢 ？洛倫茲力：洛倫茲力：F=qVB (V垂直垂直B）sin (FBqvB v 為 與 的夾角）B1B2安培力是洛倫茲力的集體表現(xiàn)，洛倫茲力是安培力是洛倫茲力的集體表現(xiàn)，洛倫茲力是安培力產(chǎn)生的原因。安培力產(chǎn)生的原因。2.大小關系：大小關系：F安安NF洛洛（N是導體中運動的是導體中運動的電荷數(shù)）電荷數(shù)）3.方向關系：方向關系：F安安與與F洛洛方向相同方向相同4.F安安與與F洛洛本質都是磁場對運動電荷的作用力本質都是磁場對運動電荷的作用力1、當一帶正電、當一帶正電q的粒子以速度的粒子以速度v沿螺線管中軸線進入

9、沿螺線管中軸線進入該通電螺線管，若不計重力，則該通電螺線管，若不計重力，則 A帶電粒子速度大小改變；帶電粒子速度大小改變；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。CD 2、擺長為擺長為L的單擺在勻強磁場中擺動，的單擺在勻強磁場中擺動，擺動中擺線始終繃緊，若擺球帶正電，擺動中擺線始終繃緊，若擺球帶正電，電量為電量為q，質量為，質量為m，磁感應強度為，磁感應強度為B，當小球從最高處擺到最低處，擺線上拉當小球從最高處擺到最低處，擺線上拉力力T多大？多大？解析：解析： 擺球在運動中洛倫茲力不做功，由動能定

10、理得：擺球在運動中洛倫茲力不做功，由動能定理得： 211cos2mgLmv21cosvgL 擺球在最低點時的速度方向不同，洛倫茲力方向擺球在最低點時的速度方向不同，洛倫茲力方向不同，繩受到的拉力大小不同不同，繩受到的拉力大小不同 21FvTm gmL洛121 cosTmgmgBqv32cos21 cosmgmgBqgL三. 電視顯像管的工作原理主要構造:電子槍（陰極）、偏轉線圈、熒光屏等1若要使電子束在水平方向偏離中心，打在熒光屏上若要使電子束在水平方向偏離中心，打在熒光屏上的點，偏轉磁場應該沿什么方向？的點，偏轉磁場應該沿什么方向？若要使電子束打在點，磁場應該沿什么方向？若要使電子束打在點，

11、磁場應該沿什么方向？若要使電子束打在熒光屏上的位置由逐漸向若要使電子束打在熒光屏上的位置由逐漸向點移動，偏轉磁場應該怎樣變化？點移動，偏轉磁場應該怎樣變化？原理：原理： 應用電子束磁偏轉的道理應用電子束磁偏轉的道理六 電視顯像管的工作原理洛倫茲力和電場力的區(qū)別：洛倫茲力和電場力的區(qū)別：電荷在電場中一定受到電場力的作用，與其電荷在電場中一定受到電場力的作用，與其運動狀態(tài)無關；而電荷在磁場中不一定受到磁運動狀態(tài)無關；而電荷在磁場中不一定受到磁場力作用，只有相對于磁場運動且運動方向與場力作用，只有相對于磁場運動且運動方向與磁場方向不平行的電荷才受磁場力作用。磁場方向不平行的電荷才受磁場力作用。2.大小：大?。篎電電Eq, F洛洛=Bqvsin。3.電荷所受電場力方向總是平行于電場線的切電荷所受電場力方向總是平行