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磁场对运动电荷的作用 F=qvB 复习与思考 1、通电导线在磁场中受到的力，称为________。 2、安培力的方向判断用___________。 安培力 左手定则 3、一般情况下安培力的表达式____________ 思考：磁场对电流有力的作用，电流是怎样形成的呢？ 那么，我们是否可以想到磁场对运动电荷也有作用力呢？ 演示实验 实验现象：没有加磁场时，电子束直线前进； 加了磁场后，电子束的运动径迹发生弯曲。 实验结果： 运动电荷在磁场中受力的作用。 一、洛伦兹力 1、定义：运动电荷在磁场中受到的作用力。 2、理解：通电导线在磁场中受到的安培力，实际是洛伦磁力的宏观表现。 v v v v I F F F F F 3、洛伦兹力的方向： 左手定则 正电荷：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一个平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向正电荷运动的方向，这时拇指所指的方向就是运动的正电荷在磁场中所受洛伦兹力的方向。 若为负电荷，则受力方向与正电荷方向相反。或者，让四指指向负电荷运动的反方向，则拇指指向就是负电荷所受洛伦兹力方向。 判断洛伦兹力的方向 练习 结论：洛伦兹力的方向与速度v，磁感应强度B的方向都垂直。 v 若为负电荷，应如何判断？ 负电荷受力的方向与正电荷受力的方向相反。所以，四指指向负电荷运动的反方向即可。 1、试判断下列运动的带电粒子在磁场中所受洛伦兹力的方向： 课堂练习 例2、试判断下列图中各带电粒子所受洛仑兹力的方向、或带电粒子的电性、或带电粒子的运动方向。 V F F V F 垂直于纸面向里 垂直于纸面向里 负电荷 如图所示，设有一段长度为L，横截面积为S的导线，导线单位体积内含有的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q，定向移动速率为v，将这段通电导线垂直磁场方向放入磁感应强度为B的磁场中。 洛伦兹力的大小 安培力为F安=BIL 电流的微观表达式为 每个电子受的磁场力为F洛 = F安/N I=nqsv 洛伦兹力的大小 通过导体的电子数：N=nsvt 4、洛仑兹力的大小 （1）当速度方向与磁感应强度方向垂直（v⊥B） F洛=qvB （2）当速度方向与磁感应强度方向平行（v∥B） F洛=0 （3）当速度方向与磁感应强度方向成θ时 F洛=qvBsinθ 注意： 例2： 如图所示，运动电荷电量为q=2×10-8C，电性图中标明，运动速度v=4×103m／s，匀强磁场磁感应强度为B=0.5T，求电荷受到的洛仑兹力的大小和方向 二、电视显像管的工作原理 电视显像管应用了电子束在磁场中的偏转原理。电子束射向荧光屏就能发光，一束电子束只能使荧光屏上的一个点发光，而通过偏转线圈中磁场的偏转就可以使整个荧光屏发光。 思考与讨论 如图所示，电视显像管中，要使电子束从B逐渐向A点扫描，必须加一个怎样变化的偏转磁场？ 荧光屏中点O的下方，应加一垂直向内的磁场，且越下方磁场越强，而在O点的上方，应加一垂直向外的磁场，且越上方的磁场越强。 电视显像管中的扫描 在电视显像管的偏转区中存在水平方向和竖直方向强弱和方向都在不断变化的偏转磁场，于是，电子枪发出的电子束在荧光屏上的发光点不断移动，对图像进行扫描，扫描的路线如图所示，从a开始，逐行进行，直到b，且每秒要进行50场扫描，结果，我们就感觉到荧光屏上整个都发光了。 太阳磁暴 地磁场的磁层分布图 宇宙射线 从太阳或其他星体上，时刻都有大量的高能粒子流放出，称为宇宙射线。这些高能粒子流若都到达地球，将对地球上的生物带来危害。但由于地球周围存在磁场，在洛伦兹力的作用下，改变了宇宙射线中带电粒子的运动方向，从而对宇宙射线起了一定的阻挡作用。 思考与讨论 由F洛=qvB，可得B=F洛/qv，与电场强度E=F/q对比，可知磁场与电场有着怎样的不同之处？ 磁场只与运动电荷有关。 静止的电荷和运动的电荷周围都能产生电场，而磁场只能由运动电荷产生。故静止的电荷只能受库仑力的作用，而运动的电荷既受库仑力的作用，还会受到洛伦兹力的作用。 磁场对运动电荷的作用 F=qvB