運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中所受的力（經(jīng)典實(shí)用）

1、觀看極光視頻觀看極光視頻 運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中所受的力 選修3-1第三章 磁場(chǎng) 運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中所受的力 N N S S 顯示電場(chǎng)線 閉合開關(guān) 1 1、安培力的定義：、安培力的定義：磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力 方向的判斷：方向的判斷： 左手定則左手定則 大小的計(jì)算：大小的計(jì)算： F F ILBsinILBsin 運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中所受的力 【猜想猜想】磁場(chǎng)可能對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用。磁場(chǎng)可能對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用。 導(dǎo)體中的電流是由電荷的導(dǎo)體中的電流是由電荷的定向移動(dòng)定向移動(dòng)產(chǎn)生的產(chǎn)生的 2、電流是如何形成的？電流是如何形成的？ 運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中所受的力 思考與討論：在這個(gè)實(shí)驗(yàn)當(dāng)中觀察

2、到了什么現(xiàn)象？思考與討論：在這個(gè)實(shí)驗(yàn)當(dāng)中觀察到了什么現(xiàn)象？ 根據(jù)這個(gè)現(xiàn)象能得出什么結(jié)論？根據(jù)這個(gè)現(xiàn)象能得出什么結(jié)論？ 演示：陰極射線在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)演示：陰極射線在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn) 探究一探究一: :磁場(chǎng)是否對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷也有作用力呢磁場(chǎng)是否對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷也有作用力呢? ? 運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中所受的力 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象： 陰極射線管中的電子束在磁場(chǎng)中發(fā)生偏陰極射線管中的電子束在磁場(chǎng)中發(fā)生偏 轉(zhuǎn)，磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷確實(shí)存在作用力轉(zhuǎn)，磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷確實(shí)存在作用力 洛倫茲力洛倫茲力 運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中所受的力 運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中所受的力 v v 1、 伸開左手，使拇指和其余四個(gè)手 指垂直且處于同一平面內(nèi)，讓磁感線 垂直穿

3、過手心，使四指指向正電荷運(yùn) 動(dòng)的方向，這時(shí)拇指所指的方向就是 正電荷所受洛倫茲力的方向 。 2、若是負(fù)電荷，則四指指向負(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。 f f 運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中所受的力 v F v F 左手定則左手定則 運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中所受的力 例例1.1.試判斷下列圖中各帶電粒子所受洛倫茲力的方向試判斷下列圖中各帶電粒子所受洛倫茲力的方向. .帶電帶電 粒子的電性或帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向粒子的電性或帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向. . v F F v v F 粒子垂直于紙粒子垂直于紙 面向里運(yùn)動(dòng)面向里運(yùn)動(dòng) 所受洛倫茲力垂所受洛倫茲力垂 直于紙面向外直于紙面向外 運(yùn)動(dòng)電

4、荷在磁場(chǎng)中所受的力 設(shè)有一段長(zhǎng)為L(zhǎng)，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(gè)自由電荷的電荷量為q， 自由電荷定向移動(dòng)的速率為v。這段通電導(dǎo)線垂直磁場(chǎng) 方向放入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，求 I F v v v v qvB nSL LnqvSB N F F )( 安 洛 nSLN nqvSI LnqvSBBILF)( 安 （1）通電導(dǎo)線中的電流 （2）通電導(dǎo)線所受的安培力 （3）這段導(dǎo)線內(nèi)的自由電荷數(shù) （4）每個(gè)電荷所受的洛倫茲力 運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中所受的力 運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中所受的力 思考以下問題： 1、電子束打在熒光屏上的A點(diǎn)， 偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向？ 2、電子束打在熒光屏上的B點(diǎn)，

5、偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向？ 3、使電子束打在熒光屏上的位 置由B逐漸向A移動(dòng)，偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng) 應(yīng)怎樣變化？ 運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中所受的力 運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中所受的力 例2.繞有絕緣的通電導(dǎo)線的鐵環(huán)，電流方向如圖 所示，若有一電子束以垂直于紙面向里的速度從 O點(diǎn)射入，則電子的運(yùn)動(dòng)軌跡？ 向右 偏轉(zhuǎn) 向左 偏轉(zhuǎn) 向下 偏轉(zhuǎn) 向上 偏轉(zhuǎn) B BB B 運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中所受的力 運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中所受的力 運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中所受的力 例3.來自宇宙的質(zhì)子流，以與地球表面垂直 的方向射向赤道上空的某一點(diǎn)，則這些質(zhì) 子在進(jìn)入地球周圍的空間時(shí)，將( ) A.豎直向下沿直線射向. B.相對(duì)于預(yù)定地面向東偏轉(zhuǎn). C.相對(duì)于預(yù)定點(diǎn)稍向西偏

6、轉(zhuǎn). D.相對(duì)于預(yù)定點(diǎn)稍向北偏轉(zhuǎn). B 運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中所受的力 2速度選擇器速度選擇器 (1)平行板中電場(chǎng)強(qiáng)度平行板中電場(chǎng)強(qiáng)度 E 和磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 方向互相垂直這種裝方向互相垂直這種裝 置能把具有一定速度的粒子選擇出來置能把具有一定速度的粒子選擇出來，所以叫做速度選擇器所以叫做速度選擇器 (2)帶電粒子能夠沿直線帶電粒子能夠沿直線勻速通過速度選擇器的條件是勻速通過速度選擇器的條件是 qEqvB， 即即 vE B. 運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中所受的力 S N 運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中所受的力 C 運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中所受的力 四、難點(diǎn)探究 答案答案 (1)帶負(fù)電帶負(fù)電 (2)3.46 m/s (3)1.2 m 運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中所受的力 以正電荷為例以正電荷為例 運(yùn)動(dòng)