3.5 磁场对运动电荷的作用力.ppt

磁场对运动电荷的作用力 3-5 复习 方向: 安培力: 磁场对通电导线的作用力 大小: 左手定则 θ为B和I 之间的夹角 为什么磁场对通电导线有作用力? 【思考】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? 电子射线管的原理: 从阴极发射出来电子，在阴阳两极间的高压作用下，使电子加速，形成电子束，轰击到长条形的荧光屏上激发出荧光，可以显示电子束的运动轨迹。 阴极 阳极 狭缝 荧光屏 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) 运动电荷在磁场中受到的作用力 磁场对运动电荷的作用力 磁场对电流有安培力的作用,而电流是由电荷定向运动形成的,且磁场对运动电荷有洛伦兹力的作用.所以安培力是洛伦兹力的宏观表现. 一、洛伦兹力的定义 为什么磁场对通电导线有作用力? 安培力 磁场对电流的作用 洛仑兹力 磁场对运动电荷的作用 宏观表现 微观原因 果 因 + I F - I F 1.判定安培力方向。 2.电流方向和电荷运动方向的关系。 3.安培力方向和洛伦兹力方向的关系。 4.电荷运动方向、磁场方向、洛伦兹力方向的关系。 想一想 二、洛伦兹力的方向 左手定则：伸开左手,使拇指与其余四指垂直且处于同一平面内;让磁感线从掌心进入,使四指指向正电荷运动的方向,拇指所指的方向就是正电荷所受洛伦兹力的方向 如果是负电荷,我们应如何判定洛伦兹力的方向? F F v q v -q 四指的方向 电流的方向 正电荷的运动方向 负电荷运动的反方向 v F v F v B F垂直于纸面向外 F垂直于纸面向外 v 甲 乙 丙 丁 训练巩固：试判断下图中的带电粒子刚进入磁场时所受洛伦兹力的方向 B B B 1、以相同速度进入同一磁场的 正、负电荷受到的洛伦兹力方向相反 2、洛伦兹力的方向 垂直于v和B组成的平面 B F洛 v 心得体会 v v v v 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：电荷量为q的粒子以速度v运动时,如果速度方向与磁感应强度方向垂直, 粒子所受的洛伦兹力？ (v垂直B) 导线中的电流强度 I = 导线中的电荷的总个数为N = 每个电荷受力为 nqSv nSL 导线受安培力为 F安 = BIL=BnqSvL 证明： 问题:若带电粒子不垂直射入磁场,粒子受到的洛伦兹力又如何呢? V2 V1 (v⊥B) (v∥B) 特例: 当运动电荷的速度v方向与磁感应强度B方向的夹角为θ，电荷所受的洛伦兹力大小为 单位：F(N)，q(C)，v(m/s), B(T) 根据洛伦兹力的方向与带电粒子运动方向的关系(F⊥V F⊥B) ,请你推测: 1、洛伦兹力对带电粒子运动的速度有什么影响? 2、带电粒子在磁场中运动时，洛伦兹力对带电粒子是否做功? 思考与讨论： 洛伦兹力只改变速度的方向, 不改变速度的大小. 洛伦兹力对运动电荷不做功. 四、洛伦兹力的特点： 2、洛伦兹力只改变速度的方向, 不改变速度的大小. 3、洛伦兹力对电荷总是不做功. 1、洛伦兹力的方向总是既垂直于速度,又垂直于磁场, 即垂直于V和B所组成的平面. 总是:F⊥V F⊥B F⊥SVB 应用 电视显像管的工作原理 1、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 2、要使电子打在B点，偏转磁场应该沿什么方向？ 垂直纸面向里 3、要使电子束从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， 然后垂直纸面向里并逐渐增大。 小结： 1、洛伦兹力:磁场对运动电荷的作用力 （安培力是洛伦兹力的宏观表现） 2、洛伦兹力的方向：用左手定则来判定 F ⊥V F ⊥ B 3、洛伦兹力大小： F洛=qVBsinθ V⊥B F洛=qVB V∥B F洛= 0 4、洛伦兹力对运动的电荷永不做功！ * *