磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用

1、實(shí)驗(yàn)探究：實(shí)驗(yàn)探究：陰極射線(xiàn)管結(jié)構(gòu)及原理陰極射線(xiàn)管結(jié)構(gòu)及原理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 結(jié)論：結(jié)論：磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力稱(chēng)作用力稱(chēng)洛侖茲力洛侖茲力洛侖茲力：運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的作用力通電導(dǎo)洛侖茲力：運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的作用力通電導(dǎo)線(xiàn)在磁場(chǎng)中所受安培力是洛侖茲力的宏觀表現(xiàn)線(xiàn)在磁場(chǎng)中所受安培力是洛侖茲力的宏觀表現(xiàn) vF1 1、f f在什么平面內(nèi)？它與在什么平面內(nèi)？它與V V的方向關(guān)系怎樣？的方向關(guān)系怎樣？2 2、f f對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷是否做功？對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷是否做功？3 3、f f對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的運(yùn)動(dòng)起何作用？對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的運(yùn)動(dòng)起何作用？4 4、帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)具有什么特點(diǎn)？、帶電粒子在磁場(chǎng)中的

2、運(yùn)動(dòng)具有什么特點(diǎn)？v問(wèn)題討論：?jiǎn)栴}討論：磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力 洛侖茲力洛侖茲力fvvvvfff一、洛侖茲力的方向一、洛侖茲力的方向左手定則左手定則左手定則：左手定則：伸開(kāi)左手，使大拇指跟其余四指垂直且伸開(kāi)左手，使大拇指跟其余四指垂直且處于同一平面內(nèi)，把手放入磁場(chǎng)中，讓磁感線(xiàn)垂直處于同一平面內(nèi)，把手放入磁場(chǎng)中，讓磁感線(xiàn)垂直穿入手心，若穿入手心，若四指指向正電荷運(yùn)動(dòng)的方向四指指向正電荷運(yùn)動(dòng)的方向，那么，那么拇拇指所指的方向就是正電荷所受洛侖茲力的方向指所指的方向就是正電荷所受洛侖茲力的方向思考：若是負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)，應(yīng)如何？思考：若是負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)，應(yīng)如何？+qv+qv+qv

3、+qv二、洛侖茲力的大小二、洛侖茲力的大小柱體模型柱體模型:若有一段長(zhǎng)度為若有一段長(zhǎng)度為L(zhǎng)的通電導(dǎo)線(xiàn)，橫截面的通電導(dǎo)線(xiàn)，橫截面積為積為S，單位體積中含有的自由電荷數(shù)為，單位體積中含有的自由電荷數(shù)為n，每，每個(gè)自由電荷的電量為個(gè)自由電荷的電量為q，定向移動(dòng)的平均速率為，定向移動(dòng)的平均速率為v，將這段導(dǎo)線(xiàn)，將這段導(dǎo)線(xiàn)垂直垂直于磁場(chǎng)方向放入磁感應(yīng)強(qiáng)度于磁場(chǎng)方向放入磁感應(yīng)強(qiáng)度為為B的磁場(chǎng)中所受的安培力的磁場(chǎng)中所受的安培力F安安則有 F=ILB又 I=nqvS (P:157思考與討論)F安=nqvSLB安培力安培力F安可以看作是作用在每個(gè)運(yùn)動(dòng)電荷上的安可以看作是作用在每個(gè)運(yùn)動(dòng)電荷上的洛侖茲力洛侖茲力F的

4、合力，這段導(dǎo)線(xiàn)中含有的運(yùn)動(dòng)電荷的合力，這段導(dǎo)線(xiàn)中含有的運(yùn)動(dòng)電荷數(shù)為數(shù)為nLSF=qvB 說(shuō)明：說(shuō)明：(1)角為電荷運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向的夾角角為電荷運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向的夾角討論：討論：=90時(shí)，時(shí)，F(xiàn)=qvB=0時(shí)，時(shí)，v和和B在同一直線(xiàn)上，在同一直線(xiàn)上， F0不受洛侖茲力不受洛侖茲力(2)因?yàn)锽為矢量Bsin為B在垂直于v方向上的分量、Bcos為B沿v方向上的分量(3)因?yàn)関為矢量：F=qvBsin可寫(xiě)成F=qBvsin、vsin理解為v在垂直于B方向上的分量三、洛侖茲力的特點(diǎn)三、洛侖茲力的特點(diǎn)1洛侖茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷不做功，不會(huì)改洛侖茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷不做功，不會(huì)改 變電荷運(yùn)動(dòng)的速率變電荷運(yùn)動(dòng)的速率2洛舍茲力的大小和方向都與帶電粒子洛舍茲力的大小和方向都與帶電粒子 運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān) 分析： 洛侖茲力的方向垂直于v和B組成的平面即洛侖茲力垂直于速度方向因此，洛侖茲力只改變速度的方向，不改變速度的大小，所以洛侖茲力對(duì)電荷不做功fvvvvfff3、已知?dú)浜撕秃ず说馁|(zhì)量之比、已知?dú)浜撕秃ず说馁|(zhì)量之比m1：m2=1：4，電量之，電量之比比q1：q2=1：2，當(dāng)氫核與氦核以相同的動(dòng)量，垂直于，當(dāng)氫核與氦核以相同的動(dòng)量，垂直于磁場(chǎng)方向射入磁場(chǎng)后，分別做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則氫核磁場(chǎng)方向射入磁場(chǎng)后，分別做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則氫核與氦核半徑之比與氦核半徑之比r1：r2=-，周期之比，