高二物理磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用

2.4《磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用》美麗的北極極光美麗的北極極光,如何形成的？在何地能看到？同學(xué)們知道極光是怎樣形成的嗎？知識(shí)回顧判斷下列圖中安培力的方向若已知上圖中：B=4.0×10-2T，導(dǎo)線長(zhǎng)L=10cm，I=1A。求：通電導(dǎo)線所受的安培力大?。侩娏魇侨绾涡纬傻?？思考磁場(chǎng)對(duì)電流（通電導(dǎo)線）有力的作用，由此你會(huì)想到了什么？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)形成電流.電流的微觀表達(dá)式為實(shí)驗(yàn)：用陰極射線管研究磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用。

實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證電子射線管:真空玻璃管、陰極、一個(gè)陽(yáng)極.陰極接高電壓的負(fù)極、陽(yáng)極接正極.陰極能夠發(fā)射電子,電子束在兩極之間的電場(chǎng)力的作用下從陰極飛向陽(yáng)極.為了顯示電子束運(yùn)動(dòng)的情況,管內(nèi)裝有長(zhǎng)條形的熒光屏,屏上的物質(zhì)受到電子的撞擊時(shí)能夠發(fā)光。當(dāng)電子射線管的周圍不存在磁場(chǎng)時(shí)，電子的運(yùn)動(dòng)軌跡是直線當(dāng)電子射線管的周圍存在磁場(chǎng)時(shí)，電子的運(yùn)動(dòng)軌跡是曲線磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用結(jié)論一、洛倫茲力1、磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用,這個(gè)力叫做洛侖茲力.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)。洛倫茲（1853—1928）洛倫茲，荷蘭物理學(xué)家，首先提出磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有作用力的觀點(diǎn)。猜想：能不能用左手定則來(lái)判定推理：我們?cè)?jīng)用左手定則判定安培力的方向．大量定向移動(dòng)電荷所受洛倫茲力宏觀表現(xiàn)為安培力，因此，可以用左手定則判定洛倫茲力的方向．驗(yàn)證：嘗試不同方向的磁場(chǎng)對(duì)電子束的不同影響，判斷運(yùn)動(dòng)的電子束在各種方向的磁場(chǎng)中的受力方向．洛侖茲力F洛的方向如何確定？思考3、洛倫茲力的方向----左手定則vv1、伸開左手，使大拇指和其余四指垂直且處于同一平面內(nèi)，把手放入磁場(chǎng)中，讓磁感線垂直穿過(guò)手心，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洛倫茲力的方向。2、如果運(yùn)動(dòng)的是負(fù)電荷，則四指指向負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的反方向，那么拇指所指的方向就是負(fù)電荷所受洛倫茲力的方向。FF洛倫茲力的方向下圖中電子束的偏轉(zhuǎn)方向畫的方向正確嗎？

既然安培力為洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，那么我們用導(dǎo)體所受的安培力來(lái)除以這段導(dǎo)體所含有的自由電荷數(shù)，不就可以求出每個(gè)自由電荷所受的洛倫茲力了嗎？想一想1.公式推導(dǎo)：F=qvB三.洛倫茲力的大小設(shè)通電導(dǎo)體的長(zhǎng)度：L橫截面積：S單位體積內(nèi)的電荷數(shù)：n每個(gè)電荷的帶電量：q電荷定向移動(dòng)的速率：vI=nqvSF安＝qvB(nLS)F安=BIL若v與B間的夾角為θ，則F=qvBsinθ

2.公式：F=qvB

(只適用于v⊥B的情況)vv2v1B

當(dāng)速度方向與磁場(chǎng)方向有夾角時(shí)可采用把速度分解的辦法來(lái)求洛倫茲的大小.當(dāng)速度V的方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向平行時(shí)：F＝0課堂練習(xí):

1.判斷下列粒子剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)所受的洛倫茲力的方向.-qv甲F-qv丙F垂直紙面向里+qv乙F+qv丁F垂直紙面向外【例2】關(guān)于帶電粒子所受洛倫茲力F和磁感應(yīng)強(qiáng)度B及粒子速度v三者之間的關(guān)系，下列說(shuō)法中正確的是A．F、B、v三者必定均保持垂直B．F必定垂直于B、v，但B不一定垂直于vC．B必定垂直于F、v，但F不一定垂直于vD．v必定垂直于F、B，但F不一定垂直于B[例1]一個(gè)電子的速率V=3×106m/s，垂直射入B=0.1T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，它所受的洛倫茲力為多大？（e=1.6×10-19C）解：F=qvB=evB=1.6×10-19×3×106×0.1N=4.8×10-14N四.洛倫茲力的作用從太陽(yáng)或其他星體上，時(shí)刻都有大量的高能粒子流放出，稱為宇宙射線。這些高能粒子流，如果都到達(dá)地球，將對(duì)地球上的生物帶來(lái)危害。慶幸的是，地球周圍存在地磁場(chǎng)，改變了宇宙射線中帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向，對(duì)宇宙射線起了一定的阻擋作用。1.產(chǎn)生：電場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷、靜止電荷都有電場(chǎng)力的作用,磁場(chǎng)只對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷才有磁場(chǎng)力的作用洛倫茲力與電場(chǎng)力的區(qū)別：2.大?。涸趧驈?qiáng)電場(chǎng)中,電荷所受的電場(chǎng)力與V無(wú)關(guān)，是一個(gè)恒力在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,洛倫茲力與V有關(guān)3.方向：電場(chǎng)力的方向與電場(chǎng)方向平行,正電荷的電場(chǎng)力方向就是電場(chǎng)方向無(wú)論是正電荷還是負(fù)電荷，它所受洛倫茲力永遠(yuǎn)與磁場(chǎng)方向垂直。4.做功：電場(chǎng)力對(duì)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,永遠(yuǎn)不會(huì)做功小結(jié)小結(jié)1、洛倫茲力：運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的作用力安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)2、洛倫茲力方向的判斷：左手定則F⊥V，F(xiàn)⊥B，F(xiàn)⊥V、B所在的平面負(fù)電荷的方向與正電荷的相反第四節(jié)磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用第二課時(shí)2007.9洛侖茲力有什么特點(diǎn)呢？fVf-q洛侖茲力F的方向總跟運(yùn)動(dòng)電荷的速度v的方向垂直。洛侖茲力只能改變電荷運(yùn)動(dòng)的速度方向，不能改變速度的大小。洛侖茲力對(duì)在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的電荷不做功。思考如果帶電粒子射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)，初速度跟磁場(chǎng)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(dòng)？思考電子束的磁偏轉(zhuǎn)

圖2.4-2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。它由一個(gè)球形電子射線管和一組線圈組成。通過(guò)改變電子槍兩極間的電壓可以改變電子的速度；通過(guò)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。在演示儀中可以觀察到，沒(méi)有磁場(chǎng)時(shí)，電子束是直進(jìn)的，外加磁場(chǎng)后，電子束的徑跡變成圓形。磁場(chǎng)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)

顯像管的工作原理

1、電子束是怎樣實(shí)現(xiàn)偏轉(zhuǎn)的？思考與討論2、在圖2.4－3中，如圖所示（1）要是電子打在A點(diǎn)，偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)該沿什么方向？（2）要是電子打在B點(diǎn)，偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)該沿什么方向？（3）要是電子束打在熒光屏上的位置由中心O逐漸向A點(diǎn)移動(dòng)，偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)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)熒光屏都能發(fā)光能？科學(xué)漫步科學(xué)足跡【例1】如圖所示的是磁感應(yīng)強(qiáng)度B、正電荷速度v和磁場(chǎng)對(duì)電荷的作用力F三者方向的相互關(guān)系圖（其中B垂直于F與v決定的平面，B、F、v兩兩垂直）。其中正確的是例2、來(lái)自宇宙的質(zhì)子流，以與地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一點(diǎn)，則這些質(zhì)子在進(jìn)入地球周圍的空間時(shí)，將_______A．豎直向下沿直線射向地面 B．相對(duì)于預(yù)定地面向東偏轉(zhuǎn)C．相對(duì)于預(yù)定點(diǎn)稍向西偏轉(zhuǎn)D．相對(duì)于預(yù)定點(diǎn)稍向北偏轉(zhuǎn)【例3】一個(gè)長(zhǎng)螺線管中通有電流，把一個(gè)帶電粒子沿中軸線方向射入（若不計(jì)重力影響），粒子將在管中A．做圓周運(yùn)動(dòng) B．沿軸線來(lái)回運(yùn)動(dòng)C．做勻加速直線運(yùn)動(dòng)D．做勻速直線運(yùn)動(dòng)1、問(wèn)題與練習(xí)P41作業(yè)：

２、浙江省作業(yè)本課外作業(yè)1．答：由現(xiàn)象知這束射線含有不同的粒子。其中向左的射線為帶正電的粒子組成；中間的射線為不帶電