5运动电荷在磁场中受到的力自制.ppt

【探究归纳】 电视显像管应用了电子束磁偏转的原理. 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. * * * 5 运动电荷在磁场中受到的力 N S 【思考 】从宇宙深处射来的带电粒子为什么只在地球的两极引起极光？ 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.会推导洛伦兹力的公式，掌握洛伦兹力大小的计 算方法. 3.了解电视机显像管的工作原理. （重点、难点） （重点） 问题：既然磁场对电流有力的作用，而电流是由电荷的定向移动形成的。那么磁场是否对运动电荷也有作用力呢? 【探究一：运动电荷在磁场中的作用力】 I 电子流的偏转说明了什么？ 电子流偏转方向的改变说明了什么？ 思考 电子流受到磁场的作用力，该力的方向与磁场方向有关. 【探究结论】磁场对运动电荷有作用力. 1.定义：运动电荷在磁场中受到的力称为洛伦兹力 洛伦兹（1853—1928） 洛伦兹是荷兰物理学家、数学家，1853年7月18日生于阿纳姆。洛伦兹创立了经典电子论，提出了洛伦兹变换公式，1902年与其学生塞曼共同获得诺贝尔物理学奖。为纪念洛伦兹的卓著功勋，荷兰政府决定从1945年起，把他的生日定为“洛伦兹节”。 2.洛伦兹力与安培力的关系： 安培力 洛伦兹力 磁场对电流的作用 磁场对运动电荷的作用 因 果 微观原因 宏观表现 安培力是磁场对电流的作用力 电流是电荷的定向移动形成的 洛伦兹力是磁场对运动电荷的作用力 磁场对电流的作用力实质是磁场对运 动电荷的作用力 洛伦兹力的方向可以用左手定则判定 实验验证： 理论推导: 猜想： 【探究二：理论探究洛伦兹力的方向】 【实验验证】 说明：点击图片显示方向 安培力是磁场对电流的作用力 电流是电荷的定向移动形成的 洛伦兹力是磁场对运动电荷的作用力 磁场对电流的作用力实质是磁场对运 动电荷的作用力 洛伦兹力的方向可以用左手定则判定 实验验证： 理论推导: 猜想： 猜想正确 【探究二：理论探究洛伦兹力的方向】 3.洛伦兹力的方向----左手定则 v (1)伸开左手，使拇指和其余四指垂直且处于同一平面内，让磁感线穿入掌心，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所受洛伦兹力的方向. (2)负电荷受力的方向与正电荷受力的方向相反. F F v ①大拇指跟四指垂直共面 ②磁感线穿过掌心 ③四指:正电荷的运动方向(负电荷运动的反方向）拇指:洛伦兹力方向 【探究结论】 V v1 v2 V B B F + F 4.洛伦兹力F与v、B三者之间的方向关系 + F既与B垂直又与v垂直，即垂直于B和v所确定的平面，但B与v不一定垂直. －q 竖直向上 竖直向上 垂直纸面向里 垂直纸面向外 判断下列粒子进入磁场时所受的洛伦兹力的方向 对点训练1. 【探究三：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，则 （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. 【理论探究】 F (1)通电导线中的电流强度 (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：B ⊥v) V 【互动探究】若此电子的运动方向与磁场不垂直，则电子受所受洛伦兹力的大小又是怎样的呢？ B1 B2 B V B F 【互动探究】根据洛伦兹力的方向与带电粒子运动方向的关系，请你推测：洛伦兹力对带电粒子的速度有什么影响？洛伦兹力对带电粒子做的功是多少？ 2．方向 ①洛伦兹力的方向总是垂直于B和v确定的平面． ②洛伦兹力的一个重要特点就是对带电粒子不做功，即它只会改变速度的方向而不会改变速度的大小． 对洛伦兹力的理解 1.大小 只有运动(v≠0)的电荷才受洛伦兹力，静止电荷(v=0)不受洛伦兹力。电荷垂直磁场(v⊥B)运动时，洛伦兹力最大，平行磁场(v∥B)运动时不受洛伦兹力. 【探究归纳】 主要构造: 电子枪（阴极）、偏转线圈、荧光屏等 【探究四：电视显像管的工作原理】 显像管 问题1：要使电子打在A点,偏转磁场应该沿什么方向? 问题2：要使电子打在B点,偏转磁场应该沿什么方向? 垂直纸面向外 垂直纸面向里 问题3：要使电子从A点向B点逐渐移动,偏转磁场应该怎样变化？ 先垂直纸面向外并逐渐减小,后垂直纸面向里并逐渐增大. * * *