3.5运动电荷在磁场中受到的力.ppt

广西师大附外 广西师大附外 阴极射线管 阴极 阳极 荧光屏 狭缝 若在阴阳两极间加上一高电压，阴极中的炽热的金属丝发射出的电子束，将在荧光屏上激发出荧光。 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。 洛伦兹力(Lorentz force) 1、定义：运动电荷在磁场中受到的作用力，叫洛伦兹力。 2、洛伦兹力的方向： v F洛 v F洛 了解洛伦兹 洛伦兹是荷兰物理学家、数学家。1853年7月18日生于阿纳姆。 于1928年2月4日在哈勒姆逝世。在举行葬礼那天，荷兰全国的电讯、电话中止3分钟，以示哀悼。 洛伦兹力的方向 伸开左手： 磁感线——垂直穿入手心 四指—— 大拇指—— 所受洛伦兹力的方向 ①指向正电荷的运动方向 v F洛 实验结论：洛伦兹力的方向既跟磁场方向垂直F⊥B，又跟电方荷的运动方向垂直F⊥v，故洛伦兹力的方向总是垂直于磁感线和运动电荷所在的平面，即：F安⊥Bv平面 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 思考与讨论 磁场对通电导线能产生安培力的作用，当磁场方向与电流方向垂直时，安培力的大小为F安=BIL，而电流就是电荷的定向移动形成的，那么，磁场对运动电荷所产生的洛伦兹力与安培力有什么关系？洛伦兹力的大小又与什么因素有关？ 洛仑兹力的特点 1、洛伦兹力的大小： v∥B，F洛=0 2、洛伦兹力的方向： F洛⊥B F洛⊥v F洛⊥vB平面 F洛=qvBsinθ v⊥ v∥ v与B成θ时 v⊥B，F洛=qvB * 1．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，求电荷受到的洛伦兹力的大小和方向。 F洛=qvB=2×10-8×4×103×0.5N=4×10-5N * 精讲精练 2．当一带正电q的粒子以速度v沿螺线管中轴线进入该通电螺线管，若不计重力，则 ( ) A．带电粒子速度大小改变；　　 B．带电粒子速度方向改变； C．带电粒子速度大小不变；　　　 D．带电粒子速度方向不变。 5、如图示，一带负电的小滑块从粗糙的斜面顶端滑至底端时的速率为v；若加一个垂直纸面向外的匀强磁场，并保证小滑块能滑至底端，则它滑至底端时的速率将（ ） A、变大 B、变小 C、不变 D、条件不足，无法判断 B 课堂练习 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。 宇宙射线 * 精讲精练 3．磁流体发电机原理图如右。等离子体高速从左向右喷射，两极板间有如图方向的匀强磁场。该发电机哪个极板为正极？两板间最大电压为多少？ B R ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ － － － － ― 分析：由左手定则，正、负离子受的洛伦兹力分别向上、向下。所以上极板为正。正、负极板间会产生电场。当刚进入的正负离子受的洛伦兹力与电场力等值反向时，达到最大电压：U=Bdv。 当外电路断开时，这也就是电动势E。当外电路接通时，极板上的电荷量减小，板间场强减小，洛伦兹力将大于电场力，进入的正负离子又将发生偏转。这时电动势仍是E=Bdv，但路端电压将小于Bdv。 * * 带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动 ⑴ 轨道半径： ⑵ 运动周期： ⑶ 一个重要的运动模型： * ⑶一个重要的运动模型： 设一个质量为m，带电量为q的粒子以速度v垂直射入磁感应强度为B 的匀强磁场中，磁场宽度为d，长度足够长，如图所示，r表示轨道半径，θ表示偏转角，l表示偏移量，那么，在直角三角形