磁場對運動電荷的作用肖金秀

第三章磁場

物理選修3—13.5運動電荷在磁場中受到的力回顧復(fù)習(xí)：1、安培力的定義：磁場對通電導(dǎo)線的作用力方向的判斷：左手定則大小的計算：2、電流是如何形成的？3、猜想:磁場是不是可能對運動電荷有力的作用？電流是由電荷的定向移動形成的演示：陰極射線在磁場中的偏轉(zhuǎn)1、沒有磁場時，接通高壓電源可以觀察到什么現(xiàn)象。2、光束實質(zhì)上是什么？3、若在電子束的路徑上加磁場，可以觀察到什么現(xiàn)象？4、改變磁場的方向，通過觀查從而判斷運動的電子在各個方向磁場中的受力方向。演示：陰極射線在磁場中的偏轉(zhuǎn)1、沒有磁場時，接通高壓電源可以觀察到什么現(xiàn)象。2、光束實質(zhì)上是什么？3、若在電子束的路徑上加磁場，可以觀察到什么現(xiàn)象？4、改變磁場的方向，通過觀查從而判斷運動的電子在各個方向磁場中的受力方向。實驗現(xiàn)象：在沒有外磁場時，電子束沿直線運動，將蹄形磁鐵靠近陰極射線管，發(fā)現(xiàn)電子束運動軌跡發(fā)生了彎曲。結(jié)論：磁場對運動電荷有作用力.

荷蘭物理學(xué)家，他是電子論的創(chuàng)始人、相對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。被愛因斯坦稱為“我們時代最偉大，最高尚的人”。荷蘭物理學(xué)家洛倫茲(Lorentz，1853—1928)運動電荷在磁場中受到的作用力磁場對運動電荷的作用力

磁場對電流有安培力的作用,而電流是由電荷定向運動形成的,且磁場對運動電荷有洛倫茲力的作用.所以安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn).一、洛倫茲力的定義為什么磁場對通電導(dǎo)線有作用力?安培力洛侖茲力磁場對電流的作用磁場對運動電荷的作用因果微觀原因宏觀表現(xiàn)一、探究洛倫茲力的方向：安培力是磁場對電流的作用力電流是電荷的定向移動形成的洛倫茲力是磁場對運動電荷的作用力1.安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)．

2.洛倫茲力是安培力的微觀本質(zhì)洛倫茲力的方向可以用左手定則判定實驗驗證：理論推導(dǎo):推理與猜想：二、洛倫茲力的方向-------左手定則vv1、伸開左手，使大拇指和其余四指垂直且處于同一平面內(nèi)，把手放入磁場中，讓磁感線垂直穿過手心，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洛倫茲力的方向2、若四指指向負(fù)電荷運動的反方向，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二、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)入磁場時所受的洛倫茲力的方向1、可見：以相同速度進(jìn)入同一磁場的正負(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B的方向又垂直于電荷運動速度v的方向------左手定則練一練：

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。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二、探究洛倫茲力的表達(dá)式：

設(shè)有一段長為L，橫截面積為S的直導(dǎo)線，單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n，每個自由電荷的電荷量為q，自由電荷定向移動的速率為v。這段通電導(dǎo)線垂直磁場方向放入磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，求（1）這段導(dǎo)線內(nèi)的自由電荷數(shù)。（2）通電導(dǎo)線所受的安培力。（3）電流強度I。（4）每個電荷所受的洛倫茲力。如果通電導(dǎo)線不和磁場方向垂直，怎么辦？(適用條件：速度方向與磁場方向垂直)速度v與磁場B的方向夾角為θ時F安＝ILB總電荷數(shù)：nsLf洛＝ｑVBI===nqsv(注：t=)V

［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？洛倫茲力：f=qVB(V垂直B）B1B21、當(dāng)一帶正電q的粒子以速度v沿螺線管中軸線進(jìn)入該通電螺線管，若不計重力，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四、洛倫茲力的特點：2、洛倫茲力只改變速度的方向,

不改變速度的大小.3、洛倫茲力對電荷總是不做功.1、洛倫茲力的方向總是既垂直于速度,又垂直于磁場,即垂直于V和B所組成的平面.總是:F⊥VF⊥BF⊥SVB五電視顯像管的工作原理主要構(gòu)造:電子槍（陰極）、偏轉(zhuǎn)線圈、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Ａ點，偏轉(zhuǎn)磁場應(yīng)該沿什么方向？五電視顯像管的工作原理2．若要使電子束打在Ｂ點，磁場應(yīng)該沿什么方向？3．若要使電子束打在熒光屏上的位置由Ｂ逐漸向Ａ點移動，偏轉(zhuǎn)磁場應(yīng)該怎樣變化？原理：五、電視顯像管的工作原理區(qū)分庫侖力:靜止間電荷間的相互作用力安培力:磁場對通電導(dǎo)線的作用力洛倫茲力:

磁場對運動電荷的作用力比較電場和磁場對電荷的作用力1.

電荷在電場中一定要受到電場力的作用.電荷在磁場中不一定要受到洛倫茲力力的作用.2.電場力的大小F=qE洛倫茲力的大小F=qvB3.電場力方向與電場方向平行4.洛倫茲力方向與磁場方向垂直電場力對運動的電荷不一定做功.洛倫茲力對運動的電荷一定不做功1、洛倫茲力:磁場對運動電荷的作用力安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)2、洛倫茲力方向：左手定則

F⊥VF⊥B3、洛倫茲力大?。篎洛=qVBsinθV⊥BF洛=qVBV∥BF洛=04、洛倫茲力對運動的電荷永不做功！小結(jié):磁場對運動電荷的作用力(洛倫茲力)洛倫茲力的作用其作用是改變粒子速度的方向，而不改變其速度的大?。畯奶柣蚱渌求w上，時刻都有大量的高能粒子流放出，稱為宇宙射線。這些高能粒子流，如果都到達(dá)地