3.5带电粒子在磁场中的运动讲解.pptx

3.5 运动电荷在磁场中受到的力 学习目标 1.知道什么是洛伦兹力，会用左手定则判断洛伦兹力的方向. 2.掌握洛伦兹力公式的推理过程. 3.会计算洛伦兹力大小. 4.了解电视显像管的工作原理和磁流体发电机原理. 1.判断安培力的方向： 2.安培力大小的一般计算方法： 复习 F安＝BILsinθ（ θ为B与L的夹角） 磁场对运动电荷会有作用力吗？ 阴极射线在磁场中的偏转 洛伦兹（1853—1928） 一．洛伦兹力的方向 1 定义： 在磁场中所受的力。 运动电荷 2 洛伦兹力方向的判断——左手定则： 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 从掌心进入，并使四指指向 ，这时拇指所指的方向就是运动的正电荷在磁场中所受 的方向。负电荷受力的方向与正电荷受力的方向 。 磁感线 正电荷运动的方向 洛伦兹力 相反 3 洛伦兹力的特点： 洛伦兹力的方向与v、B都 ，洛伦兹力只改变带电粒子的 ，不改变 。 垂直 运动方向 速度大小 对电荷不做功。 B B 洛伦兹力F与v、B三者之间的方向关系 试判断下图中的带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的情况如何. 二、洛伦兹力的大小 类比 我们知道：当电流方向跟磁场方向平行时安培力等于0. B 实验表明：磁场越强（磁感应强度越大），电荷量越大，运动速度越快，电荷受到的洛伦兹力越大. 可见:当电荷运动方向跟磁场方向垂直时洛伦兹力的大小跟三个因素相关：磁感应强度B 电荷量q 电荷运动速度为 v 总结：洛伦兹力：F=qvB (v垂直B） V 若此电子不垂直射入磁场，电子受到的洛伦兹力又如何呢 ？ B θ V1 V2 三、探究洛伦兹力的表达式 设有一段长为L，横截面积为S的直导线，单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q，自由电荷定向移动的速率为v.这段通电导线垂直磁场方向放入磁感应强度为B的匀强磁场中，求 （1）电流强度I. （2）通电导线所受的安培力. （3）这段导线内的自由电荷数. （4）每个电荷所受的洛伦兹力. 洛伦兹力推导 解：(1)通电导线中的电流 (2)通电导线所受的安培力 (3)这段导线内的自由电荷数 (4)每个电荷所受的洛伦兹力 单位：F(N)，q(C)，v(m/s), B(T) I v v v v (适用条件：速度方向与磁场方向垂直) 1.安培力是洛伦兹力的宏观表现，洛伦兹力是安培力的微观表现. 2.大小关系：F安＝NF洛（N是导体中的运动电荷数） 3.方向关系：F安与F洛方向相同 4.F安与F洛的本质都是磁场对运动电荷的作用力 洛伦兹力与安培力 主要构造: 电子枪（阴极）、偏转线圈、荧光屏等 四 、电视显像管的工作原理 2.要使电子打在A点,偏转磁场应该沿什么方向? 垂直纸面向外 1.要使电子打在O点,偏转磁场应该沿什么方向? 不加偏转磁场 3.要使电子打在B点,偏转磁场应该沿什么方向? 垂直纸面向里 4.要使电子从A点向B点逐渐移动,偏转磁场应该 怎样变化？ 应用了电子束磁偏转的原理 显像管工作示意图 磁流体发电机 磁流体发电机 磁流体发电机 粒子选择器 速度选择器