磁場對運動電荷的作用-洛倫茲力課件

3.4磁場對運動電荷的作用—洛倫茲力3.4磁場對運動電荷的作用—洛倫茲力思考與討論

電視機的內(nèi)部顯像管中，電子槍射出的是一束細細的電子束，為什么整個屏幕都能發(fā)光？若在電視機附近放置一個很強的磁鐵，電視畫面將會出現(xiàn)顏色失真的現(xiàn)象，這又是為什么？思考與討論電視機的內(nèi)部顯像管中，電子槍射出的是一束細知識背景1.磁場對通電導(dǎo)線力的作用—安培力IF知識背景1.磁場對通電導(dǎo)線力的作用—安培力IF2.導(dǎo)線中的電流是由電荷的定向移動形成的，就象水流是由水分子定向移動形成一樣．iiiiiiiiiiiiiI=Ni2.導(dǎo)線中的電流是由電荷的定向移動形成的，就象水流是由水分子猜想……導(dǎo)線中的電流是由電荷的定向移動形成的iiiI=Ni磁場對通電導(dǎo)線有力的作用IFiiiI=NifffF=NF洛磁場對通電導(dǎo)線的力實際上是作用在運動電荷上的,安培力是這些力的宏觀表現(xiàn)猜想……導(dǎo)線中的電流是由電荷的定向移動形成的iiiI=Ni磁洛倫茲（1853—1928）洛倫茲是荷蘭物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家，1853年7月18日生于阿納姆。洛倫茲創(chuàng)立了經(jīng)典電子論，提出了洛倫茲變換公式，1902年與其學(xué)生塞曼共同獲得諾貝爾物理學(xué)獎。為紀念洛倫茲的卓著功勛，荷蘭政府決定從1945年起，把他的生日定為“洛倫茲節(jié)”。洛倫茲（1853—1928）洛倫茲是荷蘭物理學(xué)家、數(shù)一、洛倫茲力1、定義：運動電荷在磁場中受到的磁場力，稱為洛倫茲力（Lorentzforce）.（一般用F洛來表示洛倫茲力）洛倫茲（荷蘭）Lorentz1853—19282.理論推導(dǎo)有一段靜止導(dǎo)線長L，橫截面積為S，單位體積內(nèi)含有的自由電子數(shù)為n，每個電子的電荷量是e，設(shè)在時間△t內(nèi)，自由電子沿導(dǎo)線移動了距離△x，則電子定向移動的速率，那么通過導(dǎo)線的電流是一、洛倫茲力1、定義：運動電荷在磁場中受到的磁場力，稱為洛倫我們已經(jīng)知道，若長度是L的通電導(dǎo)線與磁場方向垂直，通過的電流是I，則勻強磁場B中受到的安培力大小為

設(shè)每個電子受到的磁場力是F洛，那么F=NF洛，N是這段導(dǎo)線所含有的自由電子總數(shù)，N=nSL，所以qvLS我們已經(jīng)知道，若長度是L的通電導(dǎo)線與磁場方向垂直3.結(jié)論分析（1）e為電子所帶電荷量，電荷量為q的運動電荷所受到的洛倫茲力可以表示為（2）帶電粒子在磁場中所受洛倫茲力的方向，同樣可以用左手定則判斷.正電荷所受洛倫茲力的方向與B、v的關(guān)系可用圖3-4-3表示，若帶電粒子是負電荷，則受力方向與正電荷的受力方向相反.3.結(jié)論分析（1）e為電子所帶電荷量，電荷量為q的運動電荷所問題：

磁場對放入其中的通電導(dǎo)線有力的作用，磁場對運動電荷是否有力的作用？問題：磁場對放入其中的通電導(dǎo)線有力的作用，磁陰極射線管陰極陽極熒光屏狹縫

若在陰陽兩極間加上一高電壓，陰極中的熾熱的金屬絲發(fā)射出的電子束，將在熒光屏上激發(fā)出熒光。二、帶電粒子在磁場中的運動陰極射線管陰極陽極熒光屏狹縫若在陰陽兩極間加上一高電2.洛倫茲力的方向vF洛vF洛1.實驗現(xiàn)象：(1)沒有加磁場時，電子束直線前進；

(2)加了磁場后，電子束的運動徑跡發(fā)生彎曲。2.洛倫茲力的方向vF洛vF洛1.實驗現(xiàn)象：(1)沒有加磁場3.洛倫茲力方向的判斷--------左手定則vF洛vF洛4.洛倫茲力的方向：F洛⊥B，且

F洛⊥v,F洛⊥vB平面3.洛倫茲力方向的判斷--------左手定則vF洛vF洛4V［想一想］若此電子不垂直射入磁場，電子受到的洛倫茲力又如何呢？B1B2（θ為B、v的夾角）V［想一想］若此電子不垂直射入磁場，B1B2（θ為B、v的5.洛倫茲力的大小當v⊥B時，F(xiàn)洛=qvB

當v∥B時，F(xiàn)洛=0當B、v

的夾角為θ時，6.洛倫茲力的特點

只改變運動電荷速度的方向，不改變運動電荷速度的大小.結(jié)論：洛倫茲力對運動電荷永遠不做功!5.洛倫茲力的大小當v⊥B時，F(xiàn)洛=qvB6.洛倫茲如圖3-4-4所示，一個帶正電荷q的帶電粒子，在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，以垂直于磁場的方向運動，粒子所受洛倫茲力大小恒為F洛=qvB，方向總跟速度方向垂直。

7.帶電粒子在磁場中的運動軌跡我們通過力學(xué)的學(xué)習(xí)已經(jīng)知道，如果一個物體只受一個垂直于運動方向且大小不變的力的作用，并且這個力始終在同一個平面內(nèi)，則這個物體將做勻速圓周運動。因此，帶電粒子在勻強磁場中必定做勻速圓周運動，圓周運動的軌道平面與磁場方向垂直，其向心力就來自洛倫茲力。如圖3-4-4所示，一個帶正電荷q的帶電粒子，在磁感應(yīng)問題：

一帶電量為q，質(zhì)量為m，速度為v的帶電粒子垂直進入磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，其軌道半徑R和周期T為多大？理論推導(dǎo):

粒子做勻速圓周運動所需的向心力由粒子所受的洛倫茲力提供,即說明:1、軌道半徑和粒子的運動速率成正比。2、帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動的周期和運動速率無關(guān)。問題：理論推導(dǎo):說明:1、軌道半徑和粒子的運動速率成正比電視顯像管的工作原理

電視顯像管應(yīng)用了電子束在磁場中的偏轉(zhuǎn)原理。電子束射向熒光屏就能發(fā)光，一束電子束只能使熒光屏上的一個點發(fā)光，而通過偏轉(zhuǎn)線圈中磁場的偏轉(zhuǎn)就可以使整個熒光屏發(fā)光。電視顯像管的工作原理電視顯像管應(yīng)用了電子束在課堂小結(jié)課堂小結(jié)×××××××××++++×××××××××+vFvv垂直紙面向外vvFvF垂直紙面向里1.下列各圖中帶電粒子剛剛進入磁場，試判斷這時粒子所受格倫茲力的方向？F×××++++×××+vFvv垂直紙面向外v2．電子的速率V=3×106m/s垂直射入B=0.1T的勻強磁場中，它所受的洛倫茲力為多大？（e=1.6×10-19C）解：電子所受洛倫茲力F=qvB

代入數(shù)據(jù)解得