高二物理磁場對運動電荷的作用

2.4《磁場對運動電荷的作用》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？同學們知道極光是怎樣形成的嗎？知識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，導線長L=10cm，I=1A。求：通電導線所受的安培力大小？電流是如何形成的？思考磁場對電流（通電導線）有力的作用，由此你會想到了什么？磁場可能對運動電荷有力的作用。電荷的定向移動形成電流.電流的微觀表達式為實驗：用陰極射線管研究磁場對運動電荷的作用。

實驗驗證電子射線管:真空玻璃管、陰極、一個陽極.陰極接高電壓的負極、陽極接正極.陰極能夠發(fā)射電子,電子束在兩極之間的電場力的作用下從陰極飛向陽極.為了顯示電子束運動的情況,管內裝有長條形的熒光屏,屏上的物質受到電子的撞擊時能夠發(fā)光。當電子射線管的周圍不存在磁場時，電子的運動軌跡是直線當電子射線管的周圍存在磁場時，電子的運動軌跡是曲線磁場對運動電荷有力的作用結論一、洛倫茲力1、磁場對運動電荷有力的作用,這個力叫做洛侖茲力.2.洛倫茲力與安培力的關系：

安培力是洛倫茲力的宏觀表現。洛倫茲力是安培力的微觀本質。洛倫茲（1853—1928）洛倫茲，荷蘭物理學家，首先提出磁場對運動電荷有作用力的觀點。猜想：能不能用左手定則來判定推理：我們曾經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為安培力，因此，可以用左手定則判定洛倫茲力的方向．驗證：嘗試不同方向的磁場對電子束的不同影響，判斷運動的電子束在各種方向的磁場中的受力方向．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，把手放入磁場中，讓磁感線垂直穿過手心，若四指指向正電荷運動的方向，那么拇指所指的方向就使正電荷所受洛倫茲力的方向。2、如果運動的是負電荷，則四指指向負電荷運動的反方向，那么拇指所指的方向就是負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方向畫的方向正確嗎？

既然安培力為洛倫茲力的宏觀表現，那么我們用導體所受的安培力來除以這段導體所含有的自由電荷數，不就可以求出每個自由電荷所受的洛倫茲力了嗎？想一想1.公式推導：F=qvB三.洛倫茲力的大小設通電導體的長度：L橫截面積：S單位體積內的電荷數：n每個電荷的帶電量：q電荷定向移動的速率：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

當速度方向與磁場方向有夾角時可采用把速度分解的辦法來求洛倫茲的大小.當速度V的方向與磁感應強度B的方向平行時：F＝0課堂練習:

1.判斷下列粒子剛進入磁場時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】關于帶電粒子所受洛倫茲力F和磁感應強度B及粒子速度v三者之間的關系，下列說法中正確的是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]一個電子的速率V=3×106m/s，垂直射入B=0.1T的勻強磁場中，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或其他星體上，時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，如果都到達地球，將對地球上的生物帶來危害。慶幸的是，地球周圍存在地磁場，改變了宇宙射線中帶電粒子的運動方向，對宇宙射線起了一定的阻擋作用。1.產生：電場對運動電荷、靜止電荷都有電場力的作用,磁場只對運動電荷才有磁場力的作用洛倫茲力與電場力的區(qū)別：2.大?。涸趧驈婋妶鲋?電荷所受的電場力與V無關，是一個恒力在勻強磁場中,洛倫茲力與V有關3.方向：電場力的方向與電場方向平行,正電荷的電場力方向就是電場方向無論是正電荷還是負電荷，它所受洛倫茲力永遠與磁場方向垂直。4.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,永遠不會做功小結小結1、洛倫茲力：運動電荷在磁場中受到的作用力安培力是洛倫茲力的宏觀表現2、洛倫茲力方向的判斷：左手定則F⊥V，F⊥B，F⊥V、B所在的平面負電荷的方向與正電荷的相反第四節(jié)磁場對運動電荷的作用第二課時2007.9洛侖茲力有什么特點呢？fVf-q洛侖茲力F的方向總跟運動電荷的速度v的方向垂直。洛侖茲力只能改變電荷運動的速度方向，不能改變速度的大小。洛侖茲力對在磁場中運動的電荷不做功。思考如果帶電粒子射入勻強磁場時，初速度跟磁場方向垂直（如圖所示），粒子在洛侖茲力的作用下將做什么運動？思考電子束的磁偏轉

圖2.4-2洛倫茲力演示儀下圖實驗裝置可以演示洛倫茲力的大小和方向。它由一個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；通過改變線圈中電流的強弱可以改變磁感應強度的大小。在演示儀中可以觀察到，沒有磁場時，電子束是直進的，外加磁場后，電子束的徑跡變成圓形。磁場的強弱和電子的速度都能影響圓的半徑。電子束的磁偏轉

顯像管的工作原理

1、電子束是怎樣實現偏轉的？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，偏轉磁場應該沿什么方向？（2）要是電子打在B點，偏轉磁場應該沿什么方向？（3）要是電子束打在熒光屏上的位置由中心O逐漸向A點移動，偏轉磁場應該怎樣變化？3、電子打在熒光屏上只能有一個亮點，為什么整個熒光屏都能發(fā)光能？科學漫步科學足跡【例1】如圖所示的是磁感應強度B、正電荷速度v和磁場對電荷的作用力F三者方向的相互關系圖（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、來自宇宙的質子流，以與地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一點，則這些質子在進入地球周圍的空間時，將_______A．豎直向下沿直線射向地面 B．相對于預定地面向東偏轉C．相對于預定點稍向西偏轉D．相對于預定點稍向北偏轉【例3】一個長螺線管中通有電流，把一個帶電粒子沿中軸線方向射入（若不計重力影響），粒子將在管中A．做圓周運動 B．沿軸線來回運動C．做勻加速直線運動D．做勻速直線運動1、問題與練習P41作業(yè)：

２、浙江省作業(yè)本課外作業(yè)1．答：由現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