洛倫茲力素材

1、2.4 2.4 磁場對運(yùn)動電荷的作用磁場對運(yùn)動電荷的作用知識回顧安培力的大小判斷下圖安培力的受力方向：B,I平行： B,I垂直： FFFA=0FA=BIL電流是如何形成的？電流是如何形成的？思考思考電流是電荷的定向運(yùn)動形成的，而磁場對電流（通電流是電荷的定向運(yùn)動形成的，而磁場對電流（通電導(dǎo)線）有力的作用，由此你會想到了什么？電導(dǎo)線）有力的作用，由此你會想到了什么？猜想：猜想：磁場可能對運(yùn)動電荷有力的作用磁場可能對運(yùn)動電荷有力的作用。磁場對運(yùn)動電荷的是否有力的作用？ 實(shí)驗(yàn)探究陰極射線管（陰極射線管（CRT）1.它是現(xiàn)代電視顯像管原型；它是現(xiàn)代電視顯像管原型；2.它引領(lǐng)了現(xiàn)代掃描系統(tǒng)的開發(fā)；它引領(lǐng)

2、了現(xiàn)代掃描系統(tǒng)的開發(fā)；3.1901-1906年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)中有年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)中有三年的獲獎(jiǎng)獎(jiǎng)項(xiàng)與之有直接關(guān)系。三年的獲獎(jiǎng)獎(jiǎng)項(xiàng)與之有直接關(guān)系。陰極射線管（陰極射線管（CRT）荷蘭物理學(xué)家洛倫茲首先提出：磁場對運(yùn)動電荷有作用力 洛倫茲力 洛倫茲力1、定義：運(yùn)動的電荷在磁場中受到力的作用。2、洛倫茲力與安培力的關(guān)系： 安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)洛倫茲力是安培力的微觀本質(zhì)u猜想：猜想：能不能用左手定則來判定？能不能用左手定則來判定？u推理：推理：我們曾經(jīng)用左手定則判定安培力的方向大量定向我們曾經(jīng)用左手定則判定安培力的方向大量定向 移動電荷所受洛倫茲力宏觀表現(xiàn)為安培力，因此，移動電荷所受洛倫茲力

3、宏觀表現(xiàn)為安培力，因此， 可以用可以用左手定則左手定則判定洛倫茲力的方向判定洛倫茲力的方向u驗(yàn)證：驗(yàn)證：嘗試不同方向的磁場對電子束的不同影響，判斷嘗試不同方向的磁場對電子束的不同影響，判斷 運(yùn)動的電子束在各種方向的磁場中的受力方向運(yùn)動的電子束在各種方向的磁場中的受力方向 洛侖茲力洛侖茲力F F洛洛的方向如何確定？的方向如何確定？思考思考vNSF左手定則判斷洛倫茲力的方向課堂練習(xí)課堂練習(xí): 1.1.判斷下列粒子判斷下列粒子剛進(jìn)入剛進(jìn)入磁場時(shí)所受的磁場時(shí)所受的洛倫茲力的方向洛倫茲力的方向. .-qv甲甲F-qv丙丙F垂直紙面向里垂直紙面向里+qv乙乙F+qv丁丁F垂直紙面向外垂直紙面向外當(dāng)速度當(dāng)速

4、度V的方向的方向與與磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向的方向平行平行時(shí)：時(shí)：F0思考思考1.1.產(chǎn)生產(chǎn)生：電場對運(yùn)動電荷、靜止電荷都有電場力的：電場對運(yùn)動電荷、靜止電荷都有電場力的 作用作用, ,磁場只對磁場只對運(yùn)動運(yùn)動電荷才有磁場力的作用電荷才有磁場力的作用洛倫茲力與電場力的區(qū)別洛倫茲力與電場力的區(qū)別：3.3.效果效果：電場力可以改變速度的大小和方向：電場力可以改變速度的大小和方向 洛倫茲力與速度方向垂直，只能改變速度方向，洛倫茲力與速度方向垂直，只能改變速度方向，不改變速度大小不改變速度大小2.2.方向方向：電場力的方向與電場方向：電場力的方向與電場方向平行平行, ,正電荷的正電荷的電場力方向就

5、是電場方向電場力方向就是電場方向 無論是正電荷還是負(fù)電荷，它所受洛倫茲力永無論是正電荷還是負(fù)電荷，它所受洛倫茲力永遠(yuǎn)與磁場方向遠(yuǎn)與磁場方向垂直。垂直。4.4.做功做功：電場力對電荷可能做功，也可能不做功：電場力對電荷可能做功，也可能不做功 洛倫茲力始終與電荷速度方向垂直洛倫茲力始終與電荷速度方向垂直, ,永遠(yuǎn)不會做功永遠(yuǎn)不會做功小結(jié)小結(jié) 如果帶電粒子射入勻強(qiáng)磁場時(shí)，初速度跟磁如果帶電粒子射入勻強(qiáng)磁場時(shí)，初速度跟磁場方向垂直（如圖所示），粒子在洛侖茲力的作場方向垂直（如圖所示），粒子在洛侖茲力的作用下將做什么運(yùn)動？用下將做什么運(yùn)動？思考思考電子束的磁偏轉(zhuǎn)電子束的磁偏轉(zhuǎn) 圖圖2.4-2洛倫茲力演示

6、儀洛倫茲力演示儀下圖實(shí)驗(yàn)裝置可以演示洛倫茲力的大小和方向。它由下圖實(shí)驗(yàn)裝置可以演示洛倫茲力的大小和方向。它由一個(gè)球形電子射線管和一組線圈組成。通過改變電子一個(gè)球形電子射線管和一組線圈組成。通過改變電子槍兩極間的電壓可以改變電子的速度；通過改變線圈槍兩極間的電壓可以改變電子的速度；通過改變線圈中電流的強(qiáng)弱可以改變磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。中電流的強(qiáng)弱可以改變磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。 在演示儀中可以觀察到，沒有磁場時(shí)，電子束是直進(jìn)的，外加磁場后，電子束的徑跡變成圓形。磁場的強(qiáng)弱和電子的速度都能影響圓的半徑。電子束的磁偏轉(zhuǎn)電子束的磁偏轉(zhuǎn) 顯像管的工作原理顯像管的工作原理 1、電子束是怎樣實(shí)現(xiàn)偏轉(zhuǎn)的？、電子束是怎樣

7、實(shí)現(xiàn)偏轉(zhuǎn)的？ 思考與討論思考與討論2、在圖、在圖2.43中，如圖所示中，如圖所示 （1）要是電子打在）要是電子打在A點(diǎn)，偏轉(zhuǎn)磁點(diǎn)，偏轉(zhuǎn)磁場應(yīng)該沿什么方向？場應(yīng)該沿什么方向？（2）要是電子打在）要是電子打在B點(diǎn)，偏轉(zhuǎn)磁點(diǎn)，偏轉(zhuǎn)磁場應(yīng)該沿什么方向？場應(yīng)該沿什么方向？ （3）要是電子束打在熒光屏上的）要是電子束打在熒光屏上的位置由中心位置由中心O逐漸向逐漸向A點(diǎn)移動，偏點(diǎn)移動，偏轉(zhuǎn)磁場應(yīng)該怎樣變化？轉(zhuǎn)磁場應(yīng)該怎樣變化？3、電子打在熒光屏上只能有一個(gè)亮點(diǎn)，為什么整個(gè)熒光屏、電子打在熒光屏上只能有一個(gè)亮點(diǎn)，為什么整個(gè)熒光屏都能發(fā)光呢？都能發(fā)光呢？ 美麗的極光探秘：極光形成的原因探秘：極光形成的原因1 1

8、、電子束以一定的初速度沿軸線進(jìn)入螺線管內(nèi)，螺線、電子束以一定的初速度沿軸線進(jìn)入螺線管內(nèi)，螺線管中通以方向隨時(shí)間而周期性變化的電流，如圖，則管中通以方向隨時(shí)間而周期性變化的電流，如圖，則電子束在螺線管中做：電子束在螺線管中做：A A勻速直線運(yùn)動勻速直線運(yùn)動 B B勻速圓周運(yùn)動勻速圓周運(yùn)動C C加速減速交替的運(yùn)動加速減速交替的運(yùn)動 D D來回振動來回振動A2 2、來自宇宙的電子流，沿與地、來自宇宙的電子流，沿與地球表面垂直的方向射向赤道上球表面垂直的方向射向赤道上空的某一點(diǎn)，則這些電子在進(jìn)空的某一點(diǎn)，則這些電子在進(jìn)入地球的周圍時(shí)將：入地球的周圍時(shí)將：A A、豎直向下沿直線射向地面、豎直向下沿直線射向地面B B、相對于預(yù)定地面向東偏轉(zhuǎn)、相對于預(yù)定地面向東偏轉(zhuǎn)C C、相對于預(yù)定地面向西偏轉(zhuǎn)、相對于預(yù)定地面向西偏轉(zhuǎn)D D、相對于預(yù)定地面稍向北偏轉(zhuǎn)、相對于預(yù)定地面稍向北偏轉(zhuǎn)北南西東BFC 1、 2、 洛倫茲力的方向：左手定則洛倫茲力的方向：左手定則