3-5-運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的力資料

第五節(jié)磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用復(fù)習(xí)回顧1、磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力的大小和方向？2、電流是如何形成的？3、由上述的兩個(gè)問(wèn)題你可以想到什么？磁場(chǎng)可能對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用電荷定向移動(dòng)形成電流大小：F＝BILsinθ方向：左手定則磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力演示：陰極射線在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)【電子射線管的原理】

從陰極發(fā)射出來(lái)電子，在陰陽(yáng)兩極間的高壓作用下，使電子加速，形成電子束，轟擊到長(zhǎng)條形的熒光屏上激發(fā)出熒光，可以顯示電子束的運(yùn)動(dòng)軌跡。演示實(shí)驗(yàn)：當(dāng)磁鐵靠近陰極射線管時(shí)，電子束的徑跡有什么變化？這個(gè)現(xiàn)象說(shuō)明什么問(wèn)題？運(yùn)動(dòng)的電荷受到的是什么力？一、洛倫茲力的方向1、定義：運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的力稱為洛倫茲力。2、方向：左手定則伸開(kāi)左手，使拇指與其余四指垂直，且共面，讓磁感線從掌心進(jìn)入，并使四指指向正電荷運(yùn)動(dòng)的方向，那么拇指所指的方向就是正電荷所受的洛倫茲力的方向。問(wèn)題一：怎樣判斷負(fù)電荷的受力方向？伸開(kāi)左手，使拇指與其余四指垂直，且共面，讓磁感線從掌心進(jìn)入，并使四指指向負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)的反方向，那么拇指所指的方向就是負(fù)電荷所受的洛倫茲力的方向。在同一磁場(chǎng)中同向運(yùn)動(dòng)的正、負(fù)電荷問(wèn)題二：洛倫茲力F和磁感應(yīng)強(qiáng)度B、速度v之間的方向關(guān)系是什么樣子的？洛倫茲力F一定既垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度B，又垂直于粒子的速度v；但是B和v不一定垂直。即：F垂直于B和v所確定的平面。問(wèn)題三：洛倫茲力F對(duì)粒子做功嗎？為什么？由于洛倫茲力始終與粒子速度垂直，所以洛倫茲力不做功。練習(xí)：判斷下列情況下的洛倫茲力的方向。FF垂直與紙面向里不受洛倫茲力二、洛倫茲力的大小1、復(fù)習(xí)：安培力的大小計(jì)算公式是什么？（B⊥I時(shí)）2、推導(dǎo)：導(dǎo)線受到的安培力大小為：F=BIL電流大小的微觀表達(dá)式：I=nqvS所以，安培力為：F=BnqvSL因?yàn)榘才嗔?shí)際上是導(dǎo)線中的每一個(gè)運(yùn)動(dòng)電荷受到的洛倫茲力的合力所以，一個(gè)運(yùn)動(dòng)電荷受到的力為：F洛=BnqvSL/N其中N表示電荷的總數(shù)：N=nSL代入上式得：F洛=qvB適用條件：速度v和磁感應(yīng)強(qiáng)度B相互垂直。對(duì)照課本96頁(yè)思考與討論推導(dǎo)洛倫茲力公式問(wèn)題四：當(dāng)速度和磁感應(yīng)強(qiáng)度不垂直時(shí)應(yīng)該怎樣求洛倫茲力？B+vαv1v2F=qvBsinα方向：垂直紙面向里練習(xí)：計(jì)算下列情況下的洛倫茲力的大小并判斷方向。FF=qvB0FF=qvBF=qvB/2三、電視顯像管的工作原理1、若要使電子束打在A點(diǎn)，偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)沿什么方向？AB2、若要使電子束打在B點(diǎn)，偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)沿什么方向？3、若要使電子束打在熒光屏上的位置由B逐漸向A移動(dòng)，偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)該怎樣變化？4、在左圖中，如果電子沿O點(diǎn)向外運(yùn)動(dòng)，在磁場(chǎng)作用下會(huì)向哪偏轉(zhuǎn)？垂直于紙面向外垂直于紙面向里垂直于紙面向里逐漸減小，減到零后再垂直于紙面向外，逐漸增大。水平向左BFNN實(shí)際上在偏轉(zhuǎn)區(qū)的水平、豎直方向都有偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，其方向、強(qiáng)弱都在不斷變化，因此電子束打在熒光屏上的光點(diǎn)不斷移動(dòng)，這在電視技術(shù)上叫做掃描。電子束由上到下掃描一遍叫做一場(chǎng)，電視機(jī)中每秒要掃描50場(chǎng)，所以我們看到整個(gè)熒光屏都發(fā)光。四、帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)與平衡例1、質(zhì)量為m，電荷量為q的微粒，以速度v與水平成45°角進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)同時(shí)存在的空間，如圖所示，微粒在電場(chǎng)、磁場(chǎng)、重力場(chǎng)的共同作用下做勻速直線運(yùn)動(dòng)，求：（1）電場(chǎng)強(qiáng)度的大小，該粒子的電性。（2）磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。v45°EBv45°EBmgqEF洛F合v45°EBmgF洛正電荷負(fù)電荷qEv45°EBmgqEF洛F合正電荷（1）由mg=qE得：

E=mg/q（2）由F洛==qvB得：

小結(jié)：基本思路為：1、受力分析。2、正交分解。例2、在相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一傾角為θ、足夠長(zhǎng)的光滑絕緣斜面，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直紙面向外，電場(chǎng)方向豎直向上，有一個(gè)質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的小物塊靜止在斜面頂端，這時(shí)小物塊對(duì)斜面的正壓力恰好為零。若迅速把電場(chǎng)方向反轉(zhuǎn)為豎直向下，小物塊能在斜面上連續(xù)滑行多遠(yuǎn)？用多長(zhǎng)時(shí)間？提示：mgqE電場(chǎng)翻轉(zhuǎn)前物塊受力情況是怎樣的？mgqENqvB（1）電場(chǎng)翻轉(zhuǎn)后物塊受力情況？各力是恒力還是變力？（2）物體做什么運(yùn)動(dòng)？（3）離開(kāi)斜面的臨界條件是什么？mgqENqvB當(dāng)電場(chǎng)豎直向上時(shí)：qE=mg當(dāng)電場(chǎng)豎直向下時(shí)：加速度為：當(dāng)物塊脫離斜面的瞬間：N=0即：