運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受力

1、3.5運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的力運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的力3.5運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的力運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的力1 1、運(yùn)用左手定則判斷安培力的方向、運(yùn)用左手定則判斷安培力的方向II2、磁場(chǎng)對(duì)電流有力的作用，電流是怎樣形成的磁場(chǎng)對(duì)電流有力的作用，電流是怎樣形成的呢？呢？FF復(fù)習(xí)、那么我們是否可以想到磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷也那么我們是否可以想到磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷也有作用力呢？有作用力呢？運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中會(huì)受到作用力嗎？運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中會(huì)受到作用力嗎？I電子射線管實(shí)驗(yàn)磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力叫荷的作用力叫做做洛倫茲力洛倫茲力vfvfvfvfvfvfIF安安. . . . . . . . . . . .

2、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .安培力是洛倫茲安培力是洛倫茲力的力的宏觀表現(xiàn)宏觀表現(xiàn)洛倫茲力是安培洛倫茲力是安培力的力的微觀本質(zhì)微觀本質(zhì)一.洛倫茲力的方向、左手定則vv1 1、 伸開(kāi)左手，使大拇指和其余四伸開(kāi)左手，使大拇指和其余四指垂直且處于同一平面內(nèi)，把手放指垂直且處于同一平面內(nèi)，把手放入磁場(chǎng)中，讓磁感線穿過(guò)手心，入磁場(chǎng)中，讓磁感線穿過(guò)手心，若四指指向正電荷運(yùn)動(dòng)的方向，那若四指指向正電荷運(yùn)動(dòng)的方向，那么拇指所指的方向就使正電荷所受么拇指所指的方向就使正電荷所受洛倫茲力的方向洛倫茲力的方向 2 2、若四指指向負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的、若四指

3、指向負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的反方反方向向，那么拇指所指的方向就是負(fù)電，那么拇指所指的方向就是負(fù)電荷所受洛倫茲力的方向荷所受洛倫茲力的方向ff一、洛倫茲力的方向vvBvff垂直紙面向外垂直紙面向外試判斷下圖中的帶電粒子剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)所受的洛倫茲力的方向試判斷下圖中的帶電粒子剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)所受的洛倫茲力的方向 1 1、可見(jiàn)：以相同速度進(jìn)入同一磁場(chǎng)的正負(fù)電荷受到的洛倫茲、可見(jiàn)：以相同速度進(jìn)入同一磁場(chǎng)的正負(fù)電荷受到的洛倫茲力方向相反。力方向相反。2 2、安培力方向由左手定則判斷。（我們知道安培力的方向既、安培力方向由左手定則判斷。（我們知道安培力的方向既垂直于磁場(chǎng)方向，又垂直于電流方向，同樣也用左手定則判斷垂直于磁場(chǎng)

4、方向，又垂直于電流方向，同樣也用左手定則判斷洛倫茲力洛倫茲力f f的方向）也是的方向）也是既垂直于磁場(chǎng)既垂直于磁場(chǎng)B B的方向又垂直于電荷運(yùn)的方向又垂直于電荷運(yùn)動(dòng)速度動(dòng)速度v v的方向的方向左手定則鞏固練習(xí)試判斷各圖中帶電粒子受洛倫茲力的方向，或帶電粒子的電性、試判斷各圖中帶電粒子受洛倫茲力的方向，或帶電粒子的電性、或帶點(diǎn)粒子的運(yùn)動(dòng)方向?；驇c(diǎn)粒子的運(yùn)動(dòng)方向。vffvv洛倫茲力方向垂直紙面向里洛倫茲力方向垂直紙面向外v1.洛倫茲力的方向垂直于洛倫茲力的方向垂直于v和和B組成的平面。組成的平面。 洛洛倫倫茲力永遠(yuǎn)與速度方向垂直。茲力永遠(yuǎn)與速度方向垂直。2.洛洛倫倫茲力對(duì)電荷不做功茲力對(duì)電荷不做功

5、3.洛洛倫倫茲力只改變速度的方向，不改變速度的大小。茲力只改變速度的方向，不改變速度的大小。試判斷下圖中的帶電粒子剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)所受的洛倫茲力的情況如何試判斷下圖中的帶電粒子剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)所受的洛倫茲力的情況如何 v01 1、當(dāng)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，洛倫茲力最小、當(dāng)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，洛倫茲力最小f=0f=0 如果帶電粒子射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)如果帶電粒子射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí), ,初速度初速度v vo o跟磁感強(qiáng)度跟磁感強(qiáng)度B B的方向平的方向平行行, ,粒子將做什么運(yùn)動(dòng)？粒子將做什么運(yùn)動(dòng)？以初速度以初速度v v0 0做勻速直線運(yùn)動(dòng)做勻速直線運(yùn)動(dòng)二、洛倫茲力的大小我們知道：當(dāng)電流方

6、向跟磁場(chǎng)方向平我們知道：當(dāng)電流方向跟磁場(chǎng)方向平行時(shí)安培力等于行時(shí)安培力等于02、當(dāng)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向垂、當(dāng)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，洛倫茲力直時(shí)，洛倫茲力f最大最大；vqB【思考與討論】【思考與討論】:洛倫茲力大小可能會(huì)與哪些因素有關(guān)洛倫茲力大小可能會(huì)與哪些因素有關(guān)?二.洛倫茲力的大小當(dāng)電荷運(yùn)動(dòng)方向跟磁場(chǎng)方向垂直時(shí)洛倫茲力的大小跟當(dāng)電荷運(yùn)動(dòng)方向跟磁場(chǎng)方向垂直時(shí)洛倫茲力的大小跟三個(gè)因素相關(guān)：三個(gè)因素相關(guān)：磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度B電荷量電荷量q電荷運(yùn)動(dòng)快慢電荷運(yùn)動(dòng)快慢 v3.洛倫茲力的大小洛倫茲力的大小 若有一段長(zhǎng)度為若有一段長(zhǎng)度為L(zhǎng)的通電導(dǎo)線，橫截面積為的通電導(dǎo)線，橫截面積為S

7、，單位，單位體積中含有的自由電荷數(shù)為體積中含有的自由電荷數(shù)為n，每個(gè)自由電荷的電量為，每個(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)線垂直于磁場(chǎng)方向放，將這段導(dǎo)線垂直于磁場(chǎng)方向放入磁感應(yīng)強(qiáng)度為入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。 推導(dǎo)：推導(dǎo)：這段導(dǎo)體所受的安培力這段導(dǎo)體所受的安培力 ： I的微觀表達(dá)式的微觀表達(dá)式 ： 這段導(dǎo)體中含有的自由電荷數(shù)：這段導(dǎo)體中含有的自由電荷數(shù)： 每個(gè)自由電荷所受的洛倫茲力大小每個(gè)自由電荷所受的洛倫茲力大小 ：qvBnLSnqvSLBnLSBILnLSFf安F=BILI=nqsvN=nLsN=nLsvtvsvV 問(wèn)題若此電子不垂

8、直射入磁場(chǎng)，問(wèn)題若此電子不垂直射入磁場(chǎng)，電子受到的洛倫茲力又如何呢電子受到的洛倫茲力又如何呢 ？洛倫茲力：洛倫茲力：F=qVB (V垂直垂直B）sin (FBqvB v 為 與 的夾角）B1B2安培力是洛倫茲力的集體表現(xiàn)，洛倫茲力是安培力是洛倫茲力的集體表現(xiàn)，洛倫茲力是安培力產(chǎn)生的原因。安培力產(chǎn)生的原因。2.大小關(guān)系：大小關(guān)系：F安安NF洛洛（N是導(dǎo)體中運(yùn)動(dòng)的是導(dǎo)體中運(yùn)動(dòng)的電荷數(shù)）電荷數(shù)）3.方向關(guān)系：方向關(guān)系：F安安與與F洛洛方向相同方向相同4.F安安與與F洛洛本質(zhì)都是磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力本質(zhì)都是磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力1、當(dāng)一帶正電、當(dāng)一帶正電q的粒子以速度的粒子以速度v沿螺線管中軸線進(jìn)入

9、沿螺線管中軸線進(jìn)入該通電螺線管，若不計(jì)重力，則該通電螺線管，若不計(jì)重力，則 A帶電粒子速度大小改變；帶電粒子速度大小改變；B帶電粒子速度方向改變；帶電粒子速度方向改變；C帶電粒子速度大小不變；帶電粒子速度大小不變；D帶電粒子速度方向不變。帶電粒子速度方向不變。CD 2、擺長(zhǎng)為擺長(zhǎng)為L(zhǎng)的單擺在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中擺動(dòng)，的單擺在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中擺動(dòng)，擺動(dòng)中擺線始終繃緊，若擺球帶正電，擺動(dòng)中擺線始終繃緊，若擺球帶正電，電量為電量為q，質(zhì)量為，質(zhì)量為m，磁感應(yīng)強(qiáng)度為，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，當(dāng)小球從最高處擺到最低處，擺線上拉當(dāng)小球從最高處擺到最低處，擺線上拉力力T多大？多大？解析：解析： 擺球在運(yùn)動(dòng)中洛倫茲力不做功，由動(dòng)能定

10、理得：擺球在運(yùn)動(dòng)中洛倫茲力不做功，由動(dòng)能定理得： 211cos2mgLmv21cosvgL 擺球在最低點(diǎn)時(shí)的速度方向不同，洛倫茲力方向擺球在最低點(diǎn)時(shí)的速度方向不同，洛倫茲力方向不同，繩受到的拉力大小不同不同，繩受到的拉力大小不同 21FvTm gmL洛121 cosTmgmgBqv32cos21 cosmgmgBqgL三. 電視顯像管的工作原理主要構(gòu)造:電子槍（陰極）、偏轉(zhuǎn)線圈、熒光屏等1若要使電子束在水平方向偏離中心，打在熒光屏上若要使電子束在水平方向偏離中心，打在熒光屏上的點(diǎn)，偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)該沿什么方向？的點(diǎn)，偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)該沿什么方向？若要使電子束打在點(diǎn)，磁場(chǎng)應(yīng)該沿什么方向？若要使電子束打在點(diǎn)，

11、磁場(chǎng)應(yīng)該沿什么方向？若要使電子束打在熒光屏上的位置由逐漸向若要使電子束打在熒光屏上的位置由逐漸向點(diǎn)移動(dòng)，偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)該怎樣變化？點(diǎn)移動(dòng)，偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)該怎樣變化？原理：原理： 應(yīng)用電子束磁偏轉(zhuǎn)的道理應(yīng)用電子束磁偏轉(zhuǎn)的道理六 電視顯像管的工作原理洛倫茲力和電場(chǎng)力的區(qū)別：洛倫茲力和電場(chǎng)力的區(qū)別：電荷在電場(chǎng)中一定受到電場(chǎng)力的作用，與其電荷在電場(chǎng)中一定受到電場(chǎng)力的作用，與其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)；而電荷在磁場(chǎng)中不一定受到磁運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)；而電荷在磁場(chǎng)中不一定受到磁場(chǎng)力作用，只有相對(duì)于磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)且運(yùn)動(dòng)方向與場(chǎng)力作用，只有相對(duì)于磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)且運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向不平行的電荷才受磁場(chǎng)力作用。磁場(chǎng)方向不平行的電荷才受磁場(chǎng)力作用。2.大小：大?。篎電電Eq, F洛洛=Bqvsin。3.電荷所受電場(chǎng)力方向總是平行于電場(chǎng)線的切電荷所受電場(chǎng)力方向總是平行