3.5運(yùn)動電荷在磁場中的運(yùn)動

1、第第5 5節(jié)節(jié) 運(yùn)動電荷在磁場中受到的力運(yùn)動電荷在磁場中受到的力豐城九中豐城九中 熊文杰熊文杰一、洛倫茲力一、洛倫茲力( (Lorentz force) )電子射線管的原理：電子射線管的原理： 從陰極發(fā)射出來電子從陰極發(fā)射出來電子，在陰陽兩極間的，在陰陽兩極間的高壓作用高壓作用下，使電子加速下，使電子加速，形成電子束，轟擊到長條形的熒光，形成電子束，轟擊到長條形的熒光屏上激發(fā)出熒光，可以顯示電子束的運(yùn)動軌跡。屏上激發(fā)出熒光，可以顯示電子束的運(yùn)動軌跡。v1v2+3.3.洛倫茲力洛倫茲力F F與與v v、B B三者之間的方向關(guān)系三者之間的方向關(guān)系+重要結(jié)論：重要結(jié)論：洛倫茲力永洛倫茲力永遠(yuǎn)不做功！

2、遠(yuǎn)不做功！1 1、下列各圖中帶電粒子剛剛進(jìn)入磁場，試判斷、下列各圖中帶電粒子剛剛進(jìn)入磁場，試判斷這時粒子所受洛倫茲力的方向這時粒子所受洛倫茲力的方向 + V VV V+V VV VV V+V VF FL+V V垂直紙面向外垂直紙面向外 垂直紙面向里垂直紙面向里+V VF FLF FL LF FLFL=0FL=0課堂練習(xí)課堂練習(xí): :2.2.當(dāng)一帶正電當(dāng)一帶正電q q的粒子以速度的粒子以速度v v沿螺線管中軸線沿螺線管中軸線進(jìn)入該通電螺線管，若不計重力，則（進(jìn)入該通電螺線管，若不計重力，則（ ）A A帶電粒子速度大小改變帶電粒子速度大小改變B B帶電粒子速度方向改變帶電粒子速度方向改變C C帶電

3、粒子速度大小不變帶電粒子速度大小不變D D帶電粒子速度方向不變帶電粒子速度方向不變通電導(dǎo)線在磁場中所受的安培力就是洛倫茲通電導(dǎo)線在磁場中所受的安培力就是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)。力的宏觀表現(xiàn)。安培力：大量運(yùn)動電荷的在磁場中受到的力安培力：大量運(yùn)動電荷的在磁場中受到的力洛倫茲力：一個運(yùn)動電荷在磁場中受到的力洛倫茲力：一個運(yùn)動電荷在磁場中受到的力 磁場對通電導(dǎo)線能產(chǎn)生安培力的作用，磁場對通電導(dǎo)線能產(chǎn)生安培力的作用，當(dāng)磁場方向與電流方向垂直時，安培力的當(dāng)磁場方向與電流方向垂直時，安培力的大小為大小為F F安安=B=BI IL L，而電流就是電荷的定向移，而電流就是電荷的定向移動形成的，那么，磁場對運(yùn)動電荷

4、所產(chǎn)生動形成的，那么，磁場對運(yùn)動電荷所產(chǎn)生的洛倫茲力與安培力有什么關(guān)系？洛倫茲的洛倫茲力與安培力有什么關(guān)系？洛倫茲力的大小又與什么因素有關(guān)？力的大小又與什么因素有關(guān)？vvvv設(shè)有一段長為設(shè)有一段長為L，橫截，橫截面積為面積為S的直導(dǎo)線，單位的直導(dǎo)線，單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n，每個自由電荷的電荷量為每個自由電荷的電荷量為q，自由電荷定向移動的，自由電荷定向移動的速率為速率為v.這段通電導(dǎo)線垂這段通電導(dǎo)線垂直磁場方向放入磁感應(yīng)強(qiáng)直磁場方向放入磁感應(yīng)強(qiáng)度為度為B的勻強(qiáng)磁場中，求的勻強(qiáng)磁場中，求洛倫茲力洛倫茲力二、洛倫茲力的大小二、洛倫茲力的大小IFvvvv(1)通電導(dǎo)線中的電流

5、通電導(dǎo)線中的電流(2)通電導(dǎo)線所受的安培力通電導(dǎo)線所受的安培力(3)這段導(dǎo)線內(nèi)的自由電荷數(shù)這段導(dǎo)線內(nèi)的自由電荷數(shù)(4)每個電荷所受的洛倫茲力每個電荷所受的洛倫茲力電荷量為電荷量為q的粒子以速度的粒子以速度v運(yùn)動時運(yùn)動時,如果速度方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向如果速度方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直垂直,那么粒子所受的洛倫茲力為那么粒子所受的洛倫茲力為(v垂直垂直B)二、洛倫茲力的大小二、洛倫茲力的大小問題問題:若帶電粒子不垂直射入磁場若帶電粒子不垂直射入磁場,粒子粒子受到的洛倫茲力又如何呢受到的洛倫茲力又如何呢?qvBF洛當(dāng)運(yùn)動電荷的速度當(dāng)運(yùn)動電荷的速度v v方向與磁感應(yīng)強(qiáng)方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度度B B方向的夾角為方

6、向的夾角為，電荷所受的洛倫茲，電荷所受的洛倫茲力大小為力大小為 二、洛倫茲力的大小二、洛倫茲力的大小3.3.電子的速率電子的速率v=3106 m/s，垂直射入，垂直射入B=0.10T的勻強(qiáng)磁場中，它受到的洛倫茲力的勻強(qiáng)磁場中，它受到的洛倫茲力是多大？是多大？思考與深化思考與深化若帶電粒子垂直于磁場方向射入勻強(qiáng)磁場若帶電粒子垂直于磁場方向射入勻強(qiáng)磁場中，帶電粒子在磁場中將會如何運(yùn)動？中，帶電粒子在磁場中將會如何運(yùn)動？三、顯像管的工作原理三、顯像管的工作原理1.1.如圖所示是電子射線管的示意圖。接通電源后，如圖所示是電子射線管的示意圖。接通電源后，電子射線由陰極沿電子射線由陰極沿x x軸正方向射出

7、，在熒光屏上會軸正方向射出，在熒光屏上會看到一條亮線。要使熒光屏上的亮線向上（看到一條亮線。要使熒光屏上的亮線向上（z z軸正軸正方向）偏轉(zhuǎn)，在下列措施中可采用的是（方向）偏轉(zhuǎn)，在下列措施中可采用的是（ ） A A. .加一沿加一沿y y軸正方向的磁場軸正方向的磁場B B. .加一沿加一沿y y軸負(fù)方向的磁場軸負(fù)方向的磁場C C. .加一沿加一沿z z軸正方向的磁場軸正方向的磁場D D. .加一沿加一沿z z軸負(fù)方向的磁場軸負(fù)方向的磁場2.2.如圖，在兩水平極板間存在勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁如圖，在兩水平極板間存在勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場，電場方向豎直向下，磁場方向垂直于紙面向場，電場方向豎直向下，磁場方向

8、垂直于紙面向里，電場強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度分別是里，電場強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度分別是E和和B一帶電一帶電q的粒子以某一速度沿水平直線進(jìn)入兩極板若不的粒子以某一速度沿水平直線進(jìn)入兩極板若不計重力，試分析帶電粒子的運(yùn)動情況。計重力，試分析帶電粒子的運(yùn)動情況。3.3.如圖所示，一帶電塑料小球質(zhì)量為如圖所示，一帶電塑料小球質(zhì)量為m m，用絲線懸，用絲線懸掛于掛于O O點(diǎn)，并在豎直平面內(nèi)擺動，最大擺角為點(diǎn)，并在豎直平面內(nèi)擺動，最大擺角為6060，水平磁場垂直于小球擺動的平面當(dāng)小球自左方水平磁場垂直于小球擺動的平面當(dāng)小球自左方擺到最低點(diǎn)時，懸線上的張力恰為零，則小球自擺到最低點(diǎn)時，懸線上的張力恰為零，則小球自右方最大擺角處擺到最低點(diǎn)時懸線上的張力為（右方最大擺角處擺到最低點(diǎn)時懸線上的張力為（ ） A.0 B.2mg C.4mg D.6mg 4.4.一個質(zhì)量一個質(zhì)量m0.1g的小滑塊，帶有的小滑塊，帶有q510-4C的電荷量，放置在傾角的電荷量，放置在傾角30的光滑斜面上的光滑斜面上( (斜斜面絕緣面絕緣) )，斜面置于，斜面置于B0.5T的勻強(qiáng)磁場中，磁場的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向垂直紙面向里，如圖所示，小滑塊由靜止開方向垂直紙面向里，如圖所示，小滑塊由靜止開始沿斜面滑下，其斜面足夠長，小