磁場對運動電荷的作用

1、實驗探究：實驗探究：陰極射線管結(jié)構(gòu)及原理陰極射線管結(jié)構(gòu)及原理實驗現(xiàn)象實驗現(xiàn)象 結(jié)論：結(jié)論：磁場對運動電荷的磁場對運動電荷的作用力稱作用力稱洛侖茲力洛侖茲力洛侖茲力：運動電荷在磁場中受到的作用力通電導洛侖茲力：運動電荷在磁場中受到的作用力通電導線在磁場中所受安培力是洛侖茲力的宏觀表現(xiàn)線在磁場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對運動電荷是否做功？對運動電荷是否做功？3 3、f f對運動電荷的運動起何作用？對運動電荷的運動起何作用？4 4、帶電粒子在磁場中的運動具有什么特點？、帶電粒子在磁場中的

2、運動具有什么特點？v問題討論：問題討論：磁場對運動電荷的作用力磁場對運動電荷的作用力 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：伸開左手，使大拇指跟其余四指垂直且伸開左手，使大拇指跟其余四指垂直且處于同一平面內(nèi)，把手放入磁場中，讓磁感線垂直處于同一平面內(nèi)，把手放入磁場中，讓磁感線垂直穿入手心，若穿入手心，若四指指向正電荷運動的方向四指指向正電荷運動的方向，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：若是負電荷運動運動，應如何？思考：若是負電荷運動運動，應如何？+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:若有一段長度為若有一段長度為L的通電導線，橫截面的通電導線，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，每個自由電荷的電量為個自由電荷的電量為q，定向移動的平均速率為，定向移動的平均速率為v，將這段導線，將這段導線垂直垂直于磁場方向放入磁感應強度于磁場方向放入磁感應強度為為B的磁場中所受的安培力的磁場中所受的安培力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運動電荷上的安可以看作是作用在每個運動電荷上的洛侖茲力洛侖茲力F的

4、合力，這段導線中含有的運動電荷的合力，這段導線中含有的運動電荷數(shù)為數(shù)為nLSF=qvB 說明：說明：(1)角為電荷運動方向與磁場方向的夾角角為電荷運動方向與磁場方向的夾角討論：討論：=90時，時，F(xiàn)=qvB=0時，時，v和和B在同一直線上，在同一直線上， F0不受洛侖茲力不受洛侖茲力(2)因為B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)因為v為矢量：F=qvBsin可寫成F=qBvsin、vsin理解為v在垂直于B方向上的分量三、洛侖茲力的特點三、洛侖茲力的特點1洛侖茲力對運動電荷不做功，不會改洛侖茲力對運動電荷不做功，不會改 變電荷運動的速率變電荷運動的速率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 運動狀態(tài)有關(guān)運動狀態(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，所以洛侖茲力對電荷不做功fvvvvfff3、已知氫核和氦核的質(zhì)量之比、已知氫核和氦核的質(zhì)量之比m1：m2=1：4，電量之，電量之比比q1：q2=1：2，當氫核與氦核以相同的動量，垂直于，當氫核與氦核以相同的動量，垂直于磁場方向射入磁場后，分別做勻速圓周運動，則氫核磁場方向射入磁場后，分別做勻速圓周運動，則氫核與氦核半徑之比與氦核半徑之比r1：r2=-，周期之比，