第五节磁场对运动电荷的作用力.ashx.ppt

电视机显像管中的电子只是细细的一束，为什么能使整个屏幕发光？从宇宙深处射来的带电粒子，为什么不能直射地球？为什么只在地球两极形成绚丽多彩的极光？……解开这些问题的钥匙就是本节学习的磁场对运动电荷的作用规律． (1)洛伦兹力：磁场对运动电荷的作用力． (2)洛伦兹力和安培力的关系：通电导线在磁场中受到的安培力，实际上是在导线中定向运动的电荷所受到的洛伦兹力的宏观表现． (3)洛伦兹力的大小： F＝qvBsinθ(θ为电荷运动方向与磁感应强度方向的夹角) 当θ＝0°或180°，即电荷运动方向与磁场方向平行时，f洛＝0. 当θ＝90°，即电荷运动方向和磁场方向垂直时，f洛＝Bqv(为最大值)． (4)洛伦兹力的方向：(用左手定则判) 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．负电荷受力的方向与正电荷受力的方向相反． 特别提醒： ①洛伦兹力的方向总是垂直于B和v决定的平面． ②因为洛伦兹力方向总是与速度方向垂直，所以洛伦兹力一个重要特点就是对带电粒子不做功，它只会改变速度的方向而不会改变速度的大小． 洛伦兹力对电荷永不做功，而安培力对导体棒可以做功．这是否与安培力是洛伦兹力的宏观表现相矛盾？为什么？ 答案：不矛盾，因为洛伦兹力方向总是与速度方向垂直，故不做功；而安培力方向总是与电流方向垂直，但不一定与导体的运动方向垂直，故可以做功. 是带电粒子在两种不同的场中受到的力，反映了磁场和电场的力的性质，但这两种力的区别也是十分明显的. 特别提醒： 电荷在电场中不受电场力的位置，电场强度一定为零；运动电荷不受洛伦兹力的位置，磁感应强度不一定为零． 关于电场力与洛伦兹力，以下说法正确的是 (　　) A．电荷只要处在电场中，就会受到电场力，而电荷静止在磁场中，有可能受到洛伦兹力 B．电场力对在其电场中的电荷会做功，而洛伦兹力对在磁场中的电荷却一定不做功 C．电场力与洛伦兹力一样，受力方向都在电场线和磁感线上 D．只有运动的电荷在磁场中才会受到洛伦兹力的作用 解析：洛伦兹力方向总与磁场方向垂直，不会沿磁感线方向． 答案：BD 电视显像管应用了电子束磁偏转的道理． 在偏转区的水平方向和竖直方向都加有偏转磁场，其方向、强弱都在不断变化，因此电子束打在荧光屏上的光点就不断移动，这在电视技术中叫做扫描．电子束从最上一行到最下一行扫描一遍叫做一场 使电子束偏转的磁场是由两对线圈产生的，叫做偏转线圈． (1)平行板中电场强度E和磁感应强度B互相垂直，这种装置能把具有一定速度的粒子选择出来，所以叫做速度选择器． (2)带电粒子能够匀速沿直线通过速度选择器时的速度是v＝ .(见下图) 特别提醒： 只要带电粒子的速率满足v＝ ，即使电性不同，电荷不同，也可沿直线穿出右侧小孔，而其他速率的粒子要么上偏，要么下偏，无法穿出．因此利用这个装置可以用来选择某一速率的带电粒子，故称为速度选择器. (1)磁流体发电是一项新兴技术，它可以把内能直接转化为电能． (2)根据左手定则，如下图中的B板是发电机正极． (3)磁流体发电机两极板间的距离为d，等粒子体速度为v，磁场磁感应强度为B，则两极板间能达到的最大电势差U＝Bdv. 第三章 磁 场 物理（人教版 · 选修3-1） 情景切入 自主研习 走出误区 探究目标 课后强化作业 题型设计 要点探究 震憾人心的北极光 人类首次拍到南北极光“同放光彩”奇景 实验现象： 在没有外磁场时，电子束沿直线运动，将蹄形磁铁靠近阴极射线管，发现电子束运动轨迹发生了弯曲。 结论：磁场对运动电荷有作用力. 　　荷兰物理学家，他是电子论的创始人、相对论中洛伦兹变换的建立者，并因在原子物理中的重要贡献（塞曼效应）获得第二届（1902年）诺贝尔物理学奖。被爱因斯坦称为“我们时代最伟大，最高尚的人”。 荷兰物理学家 洛伦兹 (Lorentz， 1853—1928) 电场力可做正(或负)功 洛伦兹力永不做功 特点 F＝qE，F的方向与E同向或反向 F＝qvBsinθ，方向与B垂直，与v垂直，用左手定则判断 大小、 方向 带电粒子只要处在电场中，一定受到电场力 仅在运动电荷的速度方向与B不平行时，运动电荷才受到洛伦兹力 作用 对象 电场力 洛伦兹力 1、构造: 电子枪(阴极) 偏转线圈 荧光屏等 电视显像管的工作原理 2、原理：应用电子束磁偏转的原理 电视显像管的工作原理 第三章 磁 场 物理（人教版 · 选修3-1） 情景切入 自主研习 走出误区 探究目标 课后强化作业 题型设计 要点探究