磁場對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力

關(guān)于磁場對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力第1頁，講稿共24頁，2023年5月2日，星期三瑞典斯特哥爾摩的極光美國阿拉斯加州的極光北極極光德國下薩可森州極光南極極光冰島的極光第2頁，講稿共24頁，2023年5月2日，星期三實(shí)驗(yàn)表明：陰極射線管（電子射線管）中的電子束在磁場中發(fā)生偏轉(zhuǎn)，磁場對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷確實(shí)存在作用力，并且這個(gè)力的方向跟磁場的方向有關(guān)。第3頁，講稿共24頁，2023年5月2日，星期三

荷蘭物理學(xué)家，他是電子論的創(chuàng)始人、相對(duì)論中洛倫茲變換的建立者，并因在原子物理中的重要貢獻(xiàn)（塞曼效應(yīng)）獲得第二屆（1902年）諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。被愛因斯坦稱為“我們時(shí)代最偉大，最高尚的人”。（1853—1928）洛倫茲第4頁，講稿共24頁，2023年5月2日，星期三一、洛倫茲力的方向1．推理：左手定則判斷安培力方向，大量定向移動(dòng)電荷所受洛倫茲力宏觀表現(xiàn)為安培力，因此，可以用左手定則判定洛倫茲力的方向．第5頁，講稿共24頁，2023年5月2日，星期三2．洛倫茲力的方向由左手定則判定

伸開左手，使大拇指跟其余四個(gè)手指垂直且處于同一平面內(nèi)，把手放入磁場中，讓磁感線垂直穿過手心，四指指向正電荷運(yùn)動(dòng)的方向，那么大拇指所指的方向就是運(yùn)動(dòng)電荷所受的洛倫茲力方向．（1）對(duì)于正電荷四指指向電荷的運(yùn)動(dòng)方向．（2）對(duì)于負(fù)電荷四指指向電荷運(yùn)動(dòng)的反方向．第6頁，講稿共24頁，2023年5月2日，星期三課堂練習(xí):

1.判斷下列粒子剛進(jìn)入磁場時(shí)所受的洛倫茲力的方向.-qv甲f-qv丙f垂直紙面向里+qv乙f+qv丁f垂直紙面向外第7頁，講稿共24頁，2023年5月2日，星期三二、洛倫茲力的大小推導(dǎo)：設(shè)有一段長度為L，橫截面積為S的導(dǎo)線，導(dǎo)線單位體積內(nèi)含有的自由電荷數(shù)為n，每個(gè)自由電荷的電荷量為q，定向移動(dòng)速率為v，將這段通電導(dǎo)線垂直放入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場中?！痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢痢?v-v-v-v-v-v-v-v-v-v-v-v-v-v-v-v-v-v-v-vSLI第8頁，講稿共24頁，2023年5月2日，星期三安培力可以看做是作用在每個(gè)運(yùn)動(dòng)電荷上的洛倫茲力的合力，這段導(dǎo)線中含有的運(yùn)動(dòng)電荷數(shù)為nLS所以洛倫茲力即：適用條件：速度方向與磁場方向垂直

第9頁，講稿共24頁，2023年5月2日，星期三

若此運(yùn)動(dòng)電荷進(jìn)入磁場時(shí)，v既不垂直也不平行于B，該電荷受到的洛倫茲力多大?

想一想:第10頁，講稿共24頁，2023年5月2日，星期三+vvsinθθBF=qvBsinθ（θ為電荷運(yùn)動(dòng)方向與磁場方向的夾角）第11頁，講稿共24頁，2023年5月2日，星期三

若運(yùn)動(dòng)的電荷在磁場中僅受洛倫茲力作用,那么洛倫茲力對(duì)帶電粒子運(yùn)動(dòng)速度有什么影響呢?想一想:第12頁，講稿共24頁，2023年5月2日，星期三Fv+Fv+Fv+第13頁，講稿共24頁，2023年5月2日，星期三+第14頁，講稿共24頁，2023年5月2日，星期三

帶電粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)，洛倫茲力對(duì)帶電粒子是否做功？想一想:第15頁，講稿共24頁，2023年5月2日，星期三（1）要是電子束打在A點(diǎn)，偏轉(zhuǎn)磁場應(yīng)該沿什么方向？（2）要是電子束打在B點(diǎn)，偏轉(zhuǎn)磁場應(yīng)該沿什么方向？（3）要是電子束打從A點(diǎn)向B點(diǎn)逐漸移動(dòng)，偏轉(zhuǎn)磁場應(yīng)該怎樣變化？

（4）電子束打在熒光屏上只能有一個(gè)亮點(diǎn)，為什么整個(gè)熒光屏都能發(fā)光？

三、電視顯像管的工作原理

演示第16頁，講稿共24頁，2023年5月2日，星期三掃描第17頁，講稿共24頁，2023年5月2日，星期三在太陽創(chuàng)造的諸如光和熱等形式的能量中，有一種能量被稱為“太陽風(fēng)”。這是一束可以覆蓋地球的強(qiáng)大的帶電亞原子顆粒流，該太陽風(fēng)在地球上空環(huán)繞地球流動(dòng)，以大約每秒400公里的速度撞擊地球磁場，磁場使該顆粒流偏向地磁極下落，它們與氧和氮的原子碰撞，擊走電子，使之成為激發(fā)態(tài)的離子，這些離子發(fā)射不同波長的輻射，產(chǎn)生出紅、綠或藍(lán)等色的極光特征色彩，形成極光。在南極地區(qū)形成的叫南極光。在北極地區(qū)同樣可看到這一現(xiàn)象，一般稱之為北極光。極光成因第18頁，講稿共24頁，2023年5月2日，星期三1、一個(gè)電子穿過某一空間而未發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則（）A、此空間一定不存在磁場B、此空間可能有方向與電子速度平行的磁場C、此空間可能有磁場，方向與電子速度垂直D、以上說法都不對(duì)B第19頁，講稿共24頁，2023年5月2日，星期三2、有一勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為1.2T，方向由南指向北，如果質(zhì)子沿豎直向下的方向進(jìn)入磁場，磁場作用在質(zhì)子上的力為,則質(zhì)子射入時(shí)速為（）質(zhì)子在磁場中向（）方向偏轉(zhuǎn)。東第20頁，講稿共24頁，2023年5月2日，星期三3、一個(gè)帶正電q的小帶電體處于磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，若小帶電體的質(zhì)量為m，為了使它對(duì)水平絕緣面正好無壓力，應(yīng)該（）A、使B的數(shù)值增大B、使磁場以速率，向上移動(dòng)C、使磁場以速率，向右移動(dòng)D、使磁場以速率，向左移動(dòng)D第21頁，講稿共24頁，2023年5月2日，星期三小結(jié)：運(yùn)動(dòng)電荷在磁場中受到洛倫茲力的作用．這個(gè)力只改變速度的方向，對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷不做功。洛倫茲力的方向可由左手