高二物理磁場(chǎng)對(duì)電荷運(yùn)動(dòng)1

1、荷蘭物理學(xué)家 洛倫茲（ Lorentz， 18531928） 洛倫茲“我們時(shí)代最偉大最尊貴的人”。第五節(jié) 磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用1、運(yùn)用左手定則判斷安培力的方向II2、磁場(chǎng)對(duì)電流有力的作用，電流是怎樣形成的呢？FF一、復(fù)習(xí)、既然磁場(chǎng)對(duì)電流有力的作用，電流是由電荷的定向移動(dòng)形成的，那么我們是否可以想到磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷也有作用力呢？運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中會(huì)受到作用力嗎？I【推理與猜想】二、電子射線(xiàn)管實(shí)驗(yàn)磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力叫做洛倫茲力vfvfvfvfvfvfIF安. . . . . . . . . . . . . . . . . . .安培力是洛倫茲力的宏觀(guān)表現(xiàn)洛倫茲力是安培力的微觀(guān)本質(zhì)三、洛倫茲力的方向

2、、左手定則vv1、 伸開(kāi)左手，使大拇指和其余四指垂直且處于同一平面內(nèi)，把手放入磁場(chǎng)中，讓磁感線(xiàn)垂直穿過(guò)手心，若四指指向正電荷運(yùn)動(dòng)的方向，那么拇指所指的方向就使正電荷所受洛倫茲力的方向 2、若四指指向負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的反方向，那么拇指所指的方向就是負(fù)電荷所受洛倫茲力的方向ff三、洛倫茲力的方向vvBvff垂直紙面向外試判斷下圖中的帶電粒子剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)所受的洛倫茲力的方向 1、可見(jiàn)：以相同速度進(jìn)入同一磁場(chǎng)的正負(fù)電荷受到的洛倫茲力方向相反。2、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(chǎng)方向，又垂直于電流方向，同樣也用左手定則判斷洛倫茲力f的方向也既垂直于磁場(chǎng)B的方向又垂直于電荷運(yùn)動(dòng)速度v的

3、方向左手定則四、鞏固練習(xí)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(diǎn)粒子的運(yùn)動(dòng)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v關(guān)于洛倫茲力的說(shuō)明：1.洛倫茲力的方向垂直于v和B組成的平面。 洛倫茲力永遠(yuǎn)與速度方向垂直。2.洛倫茲力對(duì)電荷不做功3.洛倫茲力只改變速度的方向，不改變速度的大小。洛倫茲力對(duì)電荷只起向心力的作用，故只在洛倫茲力的作用下，電荷將作什么運(yùn)動(dòng)？勻速圓周運(yùn)動(dòng)。試判斷下圖中的帶電粒子剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)所受的洛倫茲力的情況如何 v01、當(dāng)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，洛倫茲力最小f=0 如果帶電粒子射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí),初速度vo跟磁感強(qiáng)度B的方向平行

4、,粒子將做什么運(yùn)動(dòng)？以初速度v0做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)五、洛倫茲力的大小我們知道：當(dāng)電流方向跟磁場(chǎng)方向平行時(shí)安培力等于02、當(dāng)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，洛倫茲力f最大；vqB【思考與討論】:洛倫茲力大小可能會(huì)與哪些因素有關(guān)?五、洛倫茲力的大小當(dāng)電荷運(yùn)動(dòng)方向跟磁場(chǎng)方向垂直時(shí)洛倫茲力的大小跟三個(gè)因素相關(guān)：磁感應(yīng)強(qiáng)度B電荷量q電荷運(yùn)動(dòng)快慢 v（三）洛倫茲力的大小 若有一段長(zhǎng)度為L(zhǎng)的通電導(dǎo)線(xiàn)，橫截面積為S，單位體積中含有的自由電荷數(shù)為n，每個(gè)自由電荷的電量為q，定向移動(dòng)的平均速率為v，將這段導(dǎo)線(xiàn)垂直于磁場(chǎng)方向放入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。 推導(dǎo)：這段導(dǎo)體所受的安培力 ： I的微觀(guān)表達(dá)式 ： 這段導(dǎo)

5、體中含有的自由電荷數(shù)： 每個(gè)自由電荷所受的洛倫茲力大小 ：F=BILI=nqsvN=nLs【思考與討論】vtvsvV 問(wèn)題若此電子不垂直射入磁場(chǎng)，電子受到的洛倫茲力又如何呢 ？洛倫茲力：F=qVB (V垂直B）B1B2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。2.大小關(guān)系：F安NF洛（N是導(dǎo)體中運(yùn)動(dòng)的電荷數(shù)）3.方向關(guān)系：F安與F洛方向相同4.F安與F洛本質(zhì)都是磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力1、當(dāng)一帶正電q的粒子以速度v沿螺線(xiàn)管中軸線(xiàn)進(jìn)入該通電螺線(xiàn)管，若不計(jì)重力，則 A帶電粒子速度大小改變；B帶電粒子速度方向改變；C帶電粒子速度大小不變；D帶電粒子速度方向不變。CD洛倫茲力和電場(chǎng)力的區(qū)別

6、：電荷在電場(chǎng)中一定受到電場(chǎng)力的作用，與其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)；而電荷在磁場(chǎng)中不一定受到磁場(chǎng)力作用，只有相對(duì)于磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)且運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向不平行的電荷才受磁場(chǎng)力作用。2.大?。篎電Eq, F洛=Bqvsin。3.電荷所受電場(chǎng)力方向總是平行于電場(chǎng)線(xiàn)的切線(xiàn)方向；而電荷所受磁場(chǎng)力的方向總是既垂直于磁場(chǎng)方向，又垂直于運(yùn)動(dòng)方向。4.電場(chǎng)力要對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷做功（電荷在等勢(shì)面上運(yùn)動(dòng)除外）；而電荷在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，磁場(chǎng)力一定不會(huì)對(duì)電荷做功。 2、擺長(zhǎng)為L(zhǎng)的單擺在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中擺動(dòng)，擺動(dòng)中擺線(xiàn)始終繃緊，若擺球帶正電，電量為q，質(zhì)量為m，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，當(dāng)小球從最高處擺到最低處，擺線(xiàn)上拉力T多大？解析： 擺球在運(yùn)動(dòng)中洛倫茲力不做功，

7、由動(dòng)能定理得： 擺球在最低點(diǎn)時(shí)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 當(dāng)擺球向右擺時(shí)，六 電視顯像管的工作原理主要構(gòu)造:電子槍?zhuān)帢O）、偏轉(zhuǎn)線(xiàn)圈、熒光屏等【思考與討論】1若要使電子束在水平方向偏離中心，打在熒光屏上的點(diǎn)，偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)該沿什么方向？六 電視顯像管的工作原理若要使電子束打在點(diǎn)，磁場(chǎng)應(yīng)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點(diǎn)移動(dòng)，偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)該怎樣變化？原理：應(yīng)用電子束磁偏轉(zhuǎn)的道理六 電視顯像管的工作原理； 霍山米斛 霍山石斛 orz70msr 正懷里，跑過(guò)來(lái)扶住她的胳膊，說(shuō)：“大嫂，我們就是你和大哥七年半以前曾經(jīng)留宿，照顧過(guò)的那落難的仨兄妹啊！大嫂你別激動(dòng)

8、，我們進(jìn)屋里慢慢說(shuō)話(huà)！”大嫂怎么能不激動(dòng)呢，由耿英扶著一邊往屋里走，一邊就在淌眼淚了。她激動(dòng)地絮叨著：“妹子，我不是在做夢(mèng)吧？我做了很多回像這樣的夢(mèng)呢！醒了就和你們大哥說(shuō)，不知道你們到了景德鎮(zhèn)以后怎么樣了。你們那么小，多不容易啊！”說(shuō)著話(huà)，大家一起進(jìn)了屋里。大哥和大嫂讓兄妹三人坐下，趕快忙著沏茶。耿英對(duì)大嫂說(shuō)：“嫂子你就甭忙活了，快坐著吧，我來(lái)幫大哥沏茶！”大嫂說(shuō)：“沒(méi)事兒，動(dòng)一動(dòng)好。都是你們大哥，非要我歇著，哪里用得著呢！”屋里非常寬敞明亮。一張頗大的八仙桌擺在起居室的中間，旁邊放著六把漂亮的銅漆木椅?？坷镞叺囊粋?cè)放了一個(gè)酒柜，另一側(cè)擺了一個(gè)臺(tái)桌，桌上放了水罐，旁邊是一盤(pán)茶具，上面蓋著雪白的

9、臺(tái)布。在正面墻上還掛了一幅氣勢(shì)磅礴的山水畫(huà)。泡上茶后，大嫂問(wèn)：“你們一直在景德鎮(zhèn)？看來(lái)情況實(shí)在是很好呢！對(duì)啦，你們叫什么名字，家住哪里？好多的話(huà)都還沒(méi)有問(wèn)呢！”耿直搶先將他感覺(jué)最重要的說(shuō)了出來(lái)：“我們也姓耿，哥哥叫耿正、姐姐叫耿英、我叫耿直”耿英接著說(shuō)：“我們是從杭州返回來(lái)的，要回老家山西”看耿大業(yè)夫婦聽(tīng)得直瞪眼兒，耿正趕快伸手示意弟弟和妹妹都不要再說(shuō)下去了。他說(shuō)：“你倆這樣沒(méi)頭沒(méi)腦地?fù)屩f(shuō)不好，讓我來(lái)慢慢說(shuō)給大哥大嫂聽(tīng)吧！對(duì)啦，我們先把帶來(lái)的禮物交給大哥大嫂！”耿直聽(tīng)了，趕快打開(kāi)放在身邊的大皮箱。耿正把紅漆木匣子取出來(lái)放在八仙桌上，耿大業(yè)夫婦幾乎同時(shí)問(wèn)：“兄弟，你這是”耿正把木匣子輕輕揭開(kāi)，將里面紅綢襯墊上安放著的那個(gè)制作工藝非常精美的大元寶雙手捧起來(lái)，恭恭敬敬地送到大哥大嫂的面前，說(shuō)：“這個(gè)元寶是專(zhuān)門(mén)為大哥大嫂定制的，她既代表了我們兄妹三人的一點(diǎn)兒小小的心意，更表達(dá)了我們對(duì)大哥大嫂慈善仁厚高尚品德的崇高敬意，請(qǐng)大哥大嫂收下！”耿大業(yè)夫婦接過(guò)來(lái)仔仔細(xì)細(xì)看過(guò)幾遍，眼含熱淚說(shuō)：“如此貴重的禮物我們?cè)趺纯梢越邮苣?？”耿英說(shuō)：“禮物再貴重，也比不上大哥大嫂在我們最艱難的時(shí)候，給予我們的關(guān)愛(ài)和叮囑那樣彌足珍貴！”耿直也說(shuō)：“大哥大嫂仁慈的心和語(yǔ)重心長(zhǎng)的話(huà)，支撐著我們走過(guò)了那段最難的歲月，那些話(huà)我們一輩子