5磁场对运动电荷的作用详解.ppt

磁场对运动电荷的作用 3.5 预习检测：1.B 2.D 3.A 电流是如何形成的？ 思考 电流是电荷的定向运动形成的，而磁场对电流（通电导线）有力的作用，由此想到—— 磁场可能对运动电荷有力的作用。 实验：用阴极射线管研究磁场对运动电荷的作用。 在真空玻璃管内安装一个阴极、一个阳极.阴极接高电压的负极、阳极接正极.阴极就会发射电子,电子束在两极之间的电场力的作用下从阴极飞向阳极.这个管子叫做电子射线管.为了显示电子束运动的情况,管内装有长条形的荧光屏,屏上的物质受到电子的撞击时能够发光。 当电子射线管的周围不存在磁场时， 电子的运动轨迹是直线 带电粒子在真空中做匀速直线运动 当电子射线管的周围存在磁场时， 电子的运动轨迹是曲线 所以磁场对运动电荷有力的作用 结论 洛伦兹力 1、磁场对运动电荷有力的作用, 这个力叫做洛伦兹力. 2.洛伦兹力与安培力的关系： 安培力是洛伦兹力的宏观表现。 洛伦兹力是安培力的微观本质。 洛伦兹力方向的判断----左手定则 v v 1、伸开左手，使大拇指和其余四指垂直且处于同一平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿过手心，若四指指向正电荷运动的方向，那么拇指所指的方向就使正电荷所受洛伦兹力的方向。 2、 如果运动的是负电荷，则四指指向负电荷运动的反方向， F F 负电荷的运动方向与电流方向相反 F⊥v， F⊥B ， F⊥ v、B相交所确定的平面 B与v不一定垂直 洛伦兹力一定垂直于磁感应强度B 和粒子速度v 。 F F v B 洛仑兹力F的大小等于电荷量q、速度v、磁感应强度B三者的乘积 当速度v的方向与磁感应强度B的方向垂直时： 洛伦兹力的表达式推导： F安=BILsin I=nqSv F洛=qBvsin? 当速度v的方向与磁感应强度B的方向平行时： F＝0 当速度v的方向与磁感应强度B的方向夹?角时：F＝qBvsin? 1.产生： 电场对运动电荷、静止电荷都有电场力的作用 磁场只对运动电荷才有磁场力的作用 洛伦兹力与电场力的区别： 2.方向： 电场力的方向与电场方向平行,正电荷的电场力方向就是电场方向 洛伦兹力无论是正电荷还是负电荷，它所受洛伦兹力永远与磁场方向垂直。 3.做功： 电场力对电荷可能做功，也可能不做功 洛伦兹力始终与电荷速度方向垂直,永远不会做功 洛伦兹力有什么重要特点呢？ f V F -q 因为洛伦兹力F的方向总跟运动电荷的速度v的方向垂直。 洛伦兹力只能改变电荷运动的速度方向，不能改变速度的大小。 所以洛伦兹力对在磁场中运动的电荷永远不做功。 电子束受到洛伦兹力而偏转 如图所示 （1）要是电子打在A点，偏转磁场应该沿什么方向？ （2）要是电子打在B点，偏转磁场应该沿什么方向？ （3）要是电子束打在荧光屏上的位置由中心O逐渐向A点移动，偏转磁场应该怎样变化？ 显像管的工作原理 例1　图中各图已标出磁场方向、电荷运动方向、电荷所受洛伦兹力方向三者中的两个，试标出另一个的方向． (1)受力方向垂直于v斜向上； (2)受力方向垂直于v向左； (3)运动方向平行于斜面向下； (4)磁场方向垂直于纸面向外． 例2　如图所示，摆球带负电荷的单摆，在一匀强磁场中摆动．匀强磁场的方向垂直于纸面向里．摆球在A、B间摆动过程中，由A摆到最低点C时，摆线拉力大小为F1，摆球加速度大小为a1；由B摆到最低点C时，摆线拉力大小为F2，摆球加速度大小为a2，则(　　) A．F1＞F2，a1＝a2 B．F1＜F2，a1＝a2 C．F1＞F2，a1＞a2 D．F1＜F2，a1＜a2 　 B 例3　如图5所示，套在很长的绝缘直棒上的小球其质量为m，带电荷量是＋q，小球可在棒上滑动．将此棒竖直放在互相垂直、方向如图所示的匀强电场和匀强磁场中，电场强度大小为E，磁感应强度大小为B.小球与棒的动摩擦因数为μ，求小球由静止沿棒下落的最大加速度和最大速度． 变式训练1　如图所示，将水平导线置于真空中，并通以恒定电流I.导线的正下方有一质子初速度方向与电流方向相同，则质子的运动情况可能是(　　) A．沿路径a运动 B．沿路径b运动 C．沿路径c运动 D．沿路径d运动 B 变式训练2　下列关于带电荷量为＋q的粒子在匀强磁场中运动的说法，正确的是(　　) A．只要速度的大小相同，所受洛伦兹力的大小就相同 B．如果把＋q改为－q，且速度反向而大小不变，则洛伦兹力的大小、方向都不变 C．洛伦兹力方向一定与电荷运动的速度方向垂直，磁场方向也一定与电荷的运动方向垂直 D．当粒子只受洛伦兹力作用时，动能不变 BD 变式训练3　质量为0.1 g的小物块，带有5×10－4 C的电荷量