磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力3

3.5磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力【思考

】電視機(jī)顯像管中的電子只是細(xì)細(xì)的一束，為什么能使整個(gè)屏幕發(fā)光？【思考

】從宇宙深處射來的帶電粒子為什么只在地球的兩極引起極光？瑞典斯特哥爾摩的極光美國(guó)阿拉斯加州的極光北極極光德國(guó)下薩可森州極光南極極光冰島的極光1、判斷安培力的方向：II2、安培力大小的一般計(jì)算方法：FF一、復(fù)習(xí)F=ILBsinθ思考：1、磁場(chǎng)對(duì)電流有力的作用，2、電流是由電荷的定向形成的，由此我們是否可以設(shè)想這個(gè)力其實(shí)是作用在電荷上的？運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中會(huì)受到作用力嗎？I推理與猜想洛倫茲（1853—1928）洛倫茲是荷蘭物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家，1853年7月18日生于阿納姆。洛倫茲創(chuàng)立了經(jīng)典電子論，提出了洛倫茲變換公式，1902年與其學(xué)生塞曼共同獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。為紀(jì)念洛倫茲的卓著功勛，荷蘭政府決定從1945年起，把他的生日定為“洛倫茲節(jié)”。演示：陰極射線在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)1、沒有磁場(chǎng)時(shí)，接通高壓電源可以觀察到什么現(xiàn)象。2、光束實(shí)質(zhì)上是什么？3、若在電子束的路徑上加磁場(chǎng)，可以觀察到什么現(xiàn)象？4、改變磁場(chǎng)的方向，通過觀查從而判斷運(yùn)動(dòng)的電子在各個(gè)方向磁場(chǎng)中的受力方向?！緦?shí)驗(yàn)現(xiàn)象

】在沒有外磁場(chǎng)時(shí)，電子束沿直線運(yùn)動(dòng)，將磁鐵靠近陰極射線管，發(fā)現(xiàn)電子束運(yùn)動(dòng)軌跡發(fā)生了彎曲?！緦?shí)驗(yàn)結(jié)論

】磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用。磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力叫做洛倫茲力二、探究洛倫茲力的方向：安培力是磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力電流是電荷的定向移動(dòng)形成的洛倫茲力是磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力實(shí)質(zhì)是磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力洛倫茲力的方向可以用左手定則判定實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：理論推導(dǎo):猜想：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)電荷是負(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。ffvvBvff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練一練：練一練：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。vffvv洛倫茲力方向垂直紙面向里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、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=0。

如果帶電粒子射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)（不計(jì)粒子重力）,初速度vo跟磁感強(qiáng)度B的方向平行,粒子將做什么運(yùn)動(dòng)？以初速度v0做勻速直線運(yùn)動(dòng)三、洛倫茲力的大小類比：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0。vqB2、實(shí)驗(yàn)表明：磁場(chǎng)越強(qiáng)（磁感強(qiáng)度越大）、電荷量越大、運(yùn)動(dòng)速度越快，電荷受到的洛倫茲力越大；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F最大；三、洛倫茲力的大小

安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，洛倫茲力是安培力微觀本質(zhì)。洛倫茲力與安培力的關(guān)系：此時(shí)，洛侖茲力：F=qvB［思考］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？VB1B2例題：如圖，某帶電粒子的電量為q=10-14C,以速率v=106m/s射入B=10-2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，求它受到的洛倫茲力F多大？方向如何？V+BV∥V⊥θ四、探究洛倫茲力的表達(dá)式：設(shè)有一段長(zhǎng)為L(zhǎng)，橫截面積為S的直導(dǎo)線，單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n，每個(gè)自由電荷的電荷量為q，自由電荷定向移動(dòng)的速率為v。這段通電導(dǎo)線垂直磁場(chǎng)方向放入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，求（1）這段導(dǎo)線內(nèi)的自由電荷數(shù)。（2）電流強(qiáng)度I。（3）通電導(dǎo)線所受的安培力。（4）每個(gè)電荷所受的洛倫茲力。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，與其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(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)方向與磁場(chǎng)方向不平行的電荷才受磁場(chǎng)力作用。2.大?。篎電＝Eq,F洛=Bqvsinθ。3.電荷所受電場(chǎng)力方向總是平行于電場(chǎng)線的切線方向；而電荷所受磁場(chǎng)力的方向總是既垂直于磁場(chǎng)方向，又垂直于運(yùn)動(dòng)方向。4.電場(chǎng)力要對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷做功（電荷在等勢(shì)面上運(yùn)動(dòng)除外）；而電荷在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，磁場(chǎng)力一定不會(huì)對(duì)電荷做功。1、當(dāng)一帶正電q的粒子以速度v沿螺線管中軸線進(jìn)入該通電螺線管，若不計(jì)重力，則[

]A．帶電粒子速度大小改變；B．帶電粒子速度方向改變；C．帶電粒子速度大小不變；D．帶電粒子速度方向不變。CD練一練：

2、擺長(zhǎng)為L(zhǎng)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，電量為q，質(zhì)量為m，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，當(dāng)小球從最高處擺到最低處，擺線上拉力T多大？例題：質(zhì)量m=0.1×10-3kg的小物塊，帶電量為q=+5×10-4C，放在斜面上，斜面的傾角α=30°，物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.4。設(shè)整個(gè)斜面放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，B=0.5T，方向如圖，若斜面足夠長(zhǎng)，問：（1）物塊下滑時(shí)，能達(dá)到的最大速率為多少？（2）如果將磁場(chǎng)反向，其他條件不變，物塊下滑時(shí)將發(fā)生什么情況？