35磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力

1、3.5 3.5 磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力作用力復(fù)復(fù) 習(xí)習(xí)1 1、磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力的大小和方向？、磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力的大小和方向？2 2、電流是如何形成的？、電流是如何形成的？3 3、由上述的兩個(gè)問(wèn)題你可以想到什么？、由上述的兩個(gè)問(wèn)題你可以想到什么？ 磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的安培力可能是作用在安培力可能是作用在大量運(yùn)動(dòng)電荷的作用力的宏觀表現(xiàn)大量運(yùn)動(dòng)電荷的作用力的宏觀表現(xiàn)，也就，也就是說(shuō)磁場(chǎng)可能對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用。是說(shuō)磁場(chǎng)可能對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用。電荷的定向移動(dòng)形成的電荷的定向移動(dòng)形成的大小：大?。?F FB BI ILsinLsin方向：左手定則方向：左手定則一

2、、磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力一、磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力演示：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)電子射線管的原理：電子射線管的原理： 從陰極發(fā)射出來(lái)電子，在陰陽(yáng)兩極間的高壓從陰極發(fā)射出來(lái)電子，在陰陽(yáng)兩極間的高壓作用下，使電子加速，形成電子束，轟擊到長(zhǎng)作用下，使電子加速，形成電子束，轟擊到長(zhǎng)條形的熒光屏上激發(fā)出熒光，可以顯示電子束條形的熒光屏上激發(fā)出熒光，可以顯示電子束的運(yùn)動(dòng)軌跡。的運(yùn)動(dòng)軌跡。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象： 在沒(méi)有外磁場(chǎng)時(shí)，電子束沿直線運(yùn)動(dòng)，將在沒(méi)有外磁場(chǎng)時(shí)，電子束沿直線運(yùn)動(dòng)，將蹄形磁鐵靠近陰極射線管，發(fā)現(xiàn)電子束運(yùn)動(dòng)軌蹄形磁鐵靠近陰極射線管，發(fā)現(xiàn)電子束運(yùn)動(dòng)軌跡發(fā)生了彎曲。跡發(fā)生了

3、彎曲。結(jié)論：磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有作用。結(jié)論：磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有作用。 運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的作運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的作用力叫做用力叫做洛倫茲力，洛倫茲力，安培力是安培力是洛倫茲力的洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)。宏觀表現(xiàn)。二、洛倫茲力的方向二、洛倫茲力的方向左手定則：四指指向與形成的電流方左手定則：四指指向與形成的電流方向一致，即與向一致，即與正電荷正電荷運(yùn)動(dòng)方向運(yùn)動(dòng)方向相同相同，與與負(fù)電荷負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)方向運(yùn)動(dòng)方向相反相反。課堂訓(xùn)練課堂訓(xùn)練q豎直向上豎直向上豎直向上豎直向上垂直紙面向內(nèi)垂直紙面向內(nèi) 垂直紙面向外垂直紙面向外1、判斷下列粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)所受的洛倫茲力的方向判斷下列粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)所受的洛倫茲力的方向 I

4、BFvvvv三、洛倫茲力大小三、洛倫茲力大小 設(shè)有一段長(zhǎng)為設(shè)有一段長(zhǎng)為L(zhǎng) L，橫截面積為，橫截面積為S S的直導(dǎo)線，單的直導(dǎo)線，單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n n，每個(gè)自由電荷的電荷，每個(gè)自由電荷的電荷量為量為q q，自由電荷定向移動(dòng)的速率為，自由電荷定向移動(dòng)的速率為v v。這段通電。這段通電導(dǎo)線垂直磁場(chǎng)方向放入磁感應(yīng)強(qiáng)度為導(dǎo)線垂直磁場(chǎng)方向放入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B B的勻強(qiáng)磁的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，求場(chǎng)中，求（1 1）通電導(dǎo)線中的電流）通電導(dǎo)線中的電流（2 2）通電導(dǎo)線所受的安培力）通電導(dǎo)線所受的安培力（3 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 4）每個(gè)電荷所受的洛倫茲力）

5、每個(gè)電荷所受的洛倫茲力導(dǎo)線中的電流強(qiáng)度導(dǎo)線中的電流強(qiáng)度 I =導(dǎo)線中的電荷的總個(gè)數(shù)為導(dǎo)線中的電荷的總個(gè)數(shù)為N =每個(gè)電荷受力為每個(gè)電荷受力為nqSvnSL導(dǎo)線受安培力為導(dǎo)線受安培力為 F安安 =BIL=BnqSvL三、洛倫茲力大小三、洛倫茲力大小qvBnLSBnqvSLNFF安洛 F F洛洛=qVB=qVB ( VB ( VB） F F洛洛= 0 ( VB= 0 ( VB）當(dāng)當(dāng)V V與與B B成一角度成一角度時(shí)時(shí) F F洛洛=qVBsin=qVBsin 三、洛倫茲力大小三、洛倫茲力大小思考與討論思考與討論（1 1）洛倫茲力方向與帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向有什么關(guān)系？）洛倫茲力方向與帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向有

6、什么關(guān)系？ 洛倫茲力方向與帶電粒子運(yùn)動(dòng)方向洛倫茲力方向與帶電粒子運(yùn)動(dòng)方向垂直垂直（2 2）洛倫茲力帶電粒子運(yùn)動(dòng)的速度有什么影響？）洛倫茲力帶電粒子運(yùn)動(dòng)的速度有什么影響？ 只只改變改變粒子速度的粒子速度的方向方向，不改變不改變粒子速度的粒子速度的大小大小（3 3）洛倫茲力對(duì)帶電粒子做的功是多少？）洛倫茲力對(duì)帶電粒子做的功是多少？ 由于洛倫茲力方向始終與帶電粒子運(yùn)動(dòng)方向垂直，由于洛倫茲力方向始終與帶電粒子運(yùn)動(dòng)方向垂直， 所以所以洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷不做功洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷不做功F vF vF BF B課堂訓(xùn)練課堂訓(xùn)練1 1、 試判斷下列各圖帶電粒子所受洛侖試判斷下列各圖帶電粒子所受洛侖茲力的方向、或

7、磁場(chǎng)的方向、或粒子茲力的方向、或磁場(chǎng)的方向、或粒子運(yùn)動(dòng)方向運(yùn)動(dòng)方向(q,v,B(q,v,B兩兩垂直兩兩垂直) )Fv v垂直紙面向外垂直紙面向外課堂訓(xùn)練課堂訓(xùn)練2 2、電子以初速度電子以初速度V V垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為為B B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中, ,則則 ( )( ) A. A.磁場(chǎng)對(duì)電子的作用力始終不變磁場(chǎng)對(duì)電子的作用力始終不變. . B. B.磁場(chǎng)對(duì)電子的作用力始終不做功磁場(chǎng)對(duì)電子的作用力始終不做功 C.C.電子的速度始終不變電子的速度始終不變. . D. D. 電子的動(dòng)能始終不變電子的動(dòng)能始終不變BD課堂訓(xùn)練課堂訓(xùn)練3、電子的速率電子的速率v v=3=310106

8、 6 m/s m/s，垂直，垂直射入射入B B=0.10 T=0.10 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，它受的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，它受到的洛倫茲力是多大？到的洛倫茲力是多大？F F洛洛=qvBqvB =1.60=1.601010-19-193 310106 60.100.10 =4.8 =4.81010-14-14 N N課堂訓(xùn)練課堂訓(xùn)練4 4、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(jì)重力，則進(jìn)入該通電螺線管，若不計(jì)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帶電粒子速度

9、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。C DC D小小 結(jié)結(jié)1 1、洛倫茲力：磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力、洛倫茲力：磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力 安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)2 2、洛倫茲力的方向：左手定則、洛倫茲力的方向：左手定則 F v F B F v F B 3 3、洛倫茲力大?。骸⒙鍌惼澚Υ笮。?F F洛洛=qVBsin=qVBsin VB VB F F洛洛=qVB=qVB VBVB F F洛洛= 0= 04 4、特點(diǎn)：洛倫茲力只改變力的方向，不改變、特點(diǎn)：洛倫茲力只改變力的方向，不改變 力的大小，洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷不做功力的大小，洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷不做功 四、電視顯像管的工作原理四、電視顯像管的工作原理 1 1、要是電子打在、要是電子打在A A點(diǎn)，偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)點(diǎn)，偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)該沿什么方向？應(yīng)該沿什么方向？垂直紙面向外垂直紙面向外2 2、要是電子打在、要是電子打在B B點(diǎn)，偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)點(diǎn)，偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)該沿什么方向？應(yīng)該沿什么