选修1-1 24_磁场对运动电荷的作用

1、磁场对运动电荷的作用磁场对运动电荷的作用新课标高中物理选修11第二章第二章 磁场磁场复习复习引入新课引入新课：1、磁场对通电导线的作用力的大小和方向？、磁场对通电导线的作用力的大小和方向？2、电流是如何形成的？、电流是如何形成的？3、由上述的两个问题你可以想到什么？、由上述的两个问题你可以想到什么？磁场对通电导线的安培力，可能是作用在磁场对通电导线的安培力，可能是作用在大量的运动电荷上，是作用在运动电荷上大量的运动电荷上，是作用在运动电荷上的安培力的宏观表现，也就是说的安培力的宏观表现，也就是说磁场可能磁场可能对运动电荷有力的作用对运动电荷有力的作用。大小：大小：F=BIL 方向方向：左手定则

2、左手定则电流由电荷的定向移动形成的电流由电荷的定向移动形成的实验验证实验验证一一.洛伦兹力洛伦兹力1.洛伦兹力定义：磁场对运动电荷的作用力。洛伦兹力定义：磁场对运动电荷的作用力。2.验证：验证：实验实验实验表明实验表明：v阴极射线管（电子射线管）中的电子束在阴极射线管（电子射线管）中的电子束在磁场中发生偏转，磁场对运动电荷确实存磁场中发生偏转，磁场对运动电荷确实存在作用力在作用力v洛伦兹力：磁场对运动电荷的作用力叫做洛伦兹力：磁场对运动电荷的作用力叫做洛伦兹力洛伦兹力 v通电导线在磁场中所受的安培力是洛伦兹通电导线在磁场中所受的安培力是洛伦兹力的宏观表现力的宏观表现 3.洛伦兹力与安培力的关系

3、洛伦兹力与安培力的关系： 作用在通电导体上的作用在通电导体上的安培力是安培力是磁场对运动磁场对运动电荷电荷洛伦兹力洛伦兹力的宏观表现的宏观表现。 洛伦兹力是安培力的微观本质。洛伦兹力是安培力的微观本质。4.洛伦兹：洛伦兹： 荷兰物理学家，首先提出磁场对运动电荷有荷兰物理学家，首先提出磁场对运动电荷有作用力的观点。作用力的观点。二、洛伦兹力的方向二、洛伦兹力的方向 1 1推理：左手定则判断安培力方向，大量定推理：左手定则判断安培力方向，大量定向移动电荷所受洛伦兹力宏观表现为安培力，向移动电荷所受洛伦兹力宏观表现为安培力，因此，可以用左手定则判定洛伦兹力的方因此，可以用左手定则判定洛伦兹力的方向向

4、2 2洛伦兹力的方向由洛伦兹力的方向由左手定则左手定则判定判定 内容内容: :伸开左手，使大拇指伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直且处于跟其余四个手指垂直且处于同一平面内，把手放入磁场同一平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿过手心，中，让磁感线垂直穿过手心，四指指向四指指向正电荷正电荷运动的方向，运动的方向，那么大拇指所指的方向就是那么大拇指所指的方向就是运动电荷所受的洛伦兹力方运动电荷所受的洛伦兹力方向向（1 1）对于正电荷四指指向电对于正电荷四指指向电荷的运动方向荷的运动方向（2 2）对于负电荷四指指向电对于负电荷四指指向电荷运动的反方向荷运动的反方向3.洛伦兹力的方向的两个特点：洛伦

5、兹力的方向的两个特点： (1)洛伦兹力的方向垂直于洛伦兹力的方向垂直于v和和B二者所决二者所决定的平面。定的平面。 (2)洛伦兹力总是跟运动的电荷的速度方洛伦兹力总是跟运动的电荷的速度方向垂直，所以洛伦兹力只能改变运动电荷的速向垂直，所以洛伦兹力只能改变运动电荷的速度方向，而不改变速度的大小。度方向，而不改变速度的大小。 Fv FBFv FB课堂练习课堂练习: 1.1.判断下列粒子判断下列粒子刚进入刚进入磁场时所受的磁场时所受的洛伦兹力的方向洛伦兹力的方向. .-qv甲甲F-qv丙丙F垂直纸面向里垂直纸面向里+qv乙乙F+qv丁丁F垂直纸面向外垂直纸面向外三、电子束的偏转三、电子束的偏转 下页

6、图中所示的实验装置叫做下页图中所示的实验装置叫做洛伦兹力演示仪，可洛伦兹力演示仪，可以演示洛伦兹力的大小和方向。它由一个球形电子射以演示洛伦兹力的大小和方向。它由一个球形电子射线管和一组线圈组成。通过改变电子枪两极间的电压线管和一组线圈组成。通过改变电子枪两极间的电压可以改变电子的速度；通过改变线圈中电流的强弱可可以改变电子的速度；通过改变线圈中电流的强弱可以改变磁感应强度的大小。以改变磁感应强度的大小。 三、电子束的偏转三、电子束的偏转在演示仪中可以观察到，没有磁场时，电子束是直进在演示仪中可以观察到，没有磁场时，电子束是直进的，外加磁场后，电子束的径迹变成圆形。磁场的强的，外加磁场后，电子

7、束的径迹变成圆形。磁场的强弱和电子的速度都能影响圆的半径。弱和电子的速度都能影响圆的半径。左：直线左：直线右：圆形右：圆形四、显象管的工作原理四、显象管的工作原理 电视机电视机显象管也用到了电子束磁偏转的原理显象管也用到了电子束磁偏转的原理。 小结小结一、洛伦兹力：运动电荷在磁场中受到的作用力一、洛伦兹力：运动电荷在磁场中受到的作用力 安培力是洛伦兹力的宏观表现安培力是洛伦兹力的宏观表现 二、洛伦兹力方向的判断：二、洛伦兹力方向的判断： 左手定则左手定则FVFV， FB ，F F、B所在的平面所在的平面负电荷的方向与正电荷的相反负电荷的方向与正电荷的相反三、三、洛伦兹力对电荷不做功洛伦兹力对电

8、荷不做功 FV四、四、电子束的磁偏转电子束的磁偏转五、五、显象管的工作原理显象管的工作原理课堂练习和课外作业课堂练习和课外作业课堂练习：课堂练习： P P41 41 问题与练习问题与练习 1 1、3 3课外作业课外作业： P P4141 问题与练习问题与练习 1 1、2 2课堂练习和课外作业课堂练习和课外作业课堂练习：课堂练习： P P41 41 问题与练习问题与练习 1 1、3 3课外作业课外作业： P P4141 问题与练习问题与练习 1 1、2 2课堂练习和课外作业课堂练习和课外作业课堂练习：课堂练习： P P41 41 问题与练习问题与练习 1 1、3 3课外作业课外作业： P P41

9、41 问题与练习问题与练习 1 1、2 2比较电场和磁场对电荷的作用力比较电场和磁场对电荷的作用力1. 电荷在电场中电荷在电场中一定一定受电场力的作用受电场力的作用.运动电荷在磁场中运动电荷在磁场中不一定不一定受洛伦兹力的作用受洛伦兹力的作用.2.电场力的大小电场力的大小F=qE洛伦兹力的大小洛伦兹力的大小F=qvB不要求不要求3.电场力方向与电场方向电场力方向与电场方向平行平行4.洛伦兹力方向与磁场方向洛伦兹力方向与磁场方向垂直垂直电场力对运动的电荷电场力对运动的电荷不一定不一定做功做功.洛伦兹力对运动的电荷洛伦兹力对运动的电荷一定不一定不做功做功1.1.产生产生：电场对运动电荷、静止电荷都

10、有电场力的：电场对运动电荷、静止电荷都有电场力的 作用作用, ,磁场只对运动电荷才有磁场力的作用磁场只对运动电荷才有磁场力的作用洛伦兹力与电场力的区别洛伦兹力与电场力的区别：2.2.大小大小：在匀强电场中：在匀强电场中, ,电荷所受的电场力与电荷所受的电场力与V V无关，无关，是一个恒力是一个恒力 在匀强磁场中在匀强磁场中, ,若运动电荷的速度发生变化若运动电荷的速度发生变化, ,洛伦洛伦兹力也会发生变化兹力也会发生变化3.3.方向方向：电场力的方向与电场方向：电场力的方向与电场方向平行平行, ,正电荷的正电荷的电场力方向就是电场方向电场力方向就是电场方向 无论是正电荷还是负电荷，它所受洛伦兹

11、力永无论是正电荷还是负电荷，它所受洛伦兹力永远与磁场方向远与磁场方向垂直。注意垂直。注意负电荷相反负电荷相反4.4.做功做功：电场力对电荷可能做功，也可能不做功：电场力对电荷可能做功，也可能不做功 洛伦兹力始终与电荷速度方向垂直洛伦兹力始终与电荷速度方向垂直, ,永远不会做功永远不会做功课堂练习课堂练习: 1.试判断下图中所示的带电的运动粒子在试判断下图中所示的带电的运动粒子在磁场中所受的洛伦兹力的方向。磁场中所受的洛伦兹力的方向。F FF FF FF F( (垂直纸面向外垂直纸面向外) ) ( (垂直纸面向外垂直纸面向外) ) 2.2.来自宇宙的质子流，以与地球表面垂直的方来自宇宙的质子流，以与地球表面垂直的方向射向赤道上空的某一点，则这些质子在进入地向射向赤道上空的某一点，则这些质子在进入地球周围