运动电荷在磁场中受到的力

1、运动电荷在磁场中受到的力运动电荷在磁场中受到的力汕头一中 物理组 蔡爵复习复习前面我们学习了磁场对电流的作前面我们学习了磁场对电流的作用力，下面思考两个问题：用力，下面思考两个问题： 1. 1.如图判定安培力的方向如图判定安培力的方向复习复习若已知若已知B=4.0B=4.01010-2-2 T T，导线长，导线长L=10 L=10 cmcm，I=1 A.I=1 A.求：导线所受的安培力求：导线所受的安培力大小？大小？解：解：F=BIL=4F=BIL=41010-2-2 T T1 A1 A0.1 m0.1 m =4 =41010-3-3 N N复习复习2.2.什么是电流？什么是电流？电荷的定向移

2、动形成电流电荷的定向移动形成电流. . 磁场对通电导线有力的作用，电流是由磁场对通电导线有力的作用，电流是由电荷的定向移动形成的，这个力可能是作用电荷的定向移动形成的，这个力可能是作用在运动电荷上的，而安培力是作用在运动电在运动电荷上的，而安培力是作用在运动电荷上的力的宏观表现荷上的力的宏观表现. .磁场对电荷有力的作磁场对电荷有力的作用吗？用吗？生活中的现象 山海经记山海经记载：极北有个载：极北有个神仙，形貌如神仙，形貌如一条蛇，在夜一条蛇，在夜空中闪闪发光空中闪闪发光，它的名字叫，它的名字叫触龙。触龙。 太阳喷射出的带太阳喷射出的带电粒子（称太阳电粒子（称太阳风）受地球磁场风）受地球磁场的

3、作用而进入地的作用而进入地球的两极地区，球的两极地区，轰击高层大气气轰击高层大气气体使其电离的彩体使其电离的彩色发光现象称为色发光现象称为极光极光实验探究实验探究电子射线管的原理：电子射线管的原理： 从阴极发射出来电子，在阴阳从阴极发射出来电子，在阴阳两极间的高压作用下，使电子加速两极间的高压作用下，使电子加速，形成电子束，撞击玻璃管里的稀，形成电子束，撞击玻璃管里的稀薄气体分子，发生电离薄气体分子，发生电离, ,看到了辉看到了辉光光, ,从而显示电子束的运动轨迹。从而显示电子束的运动轨迹。实验探究实验探究实验现象：实验现象： 在没有外磁场时，电子在没有外磁场时，电子束沿直线运动，将磁铁靠近阴

4、极束沿直线运动，将磁铁靠近阴极射线管，发现电子束运动轨迹发射线管，发现电子束运动轨迹发生了弯曲。生了弯曲。结论：磁场对运动电荷有力的结论：磁场对运动电荷有力的作用。作用。 运动电荷在磁场中运动电荷在磁场中受到的作用力叫做受到的作用力叫做洛伦兹力，洛伦兹力，安培力安培力是洛伦兹力的是洛伦兹力的宏观宏观表现。表现。+洛伦兹力的方向洛伦兹力的方向FF甲甲乙乙 v v左手定则：左手定则：伸开左手，使大拇指跟其余四伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直且处于同一平面内，把手放入个手指垂直且处于同一平面内，把手放入磁场中，让磁感线从掌心进入，四指指向磁场中，让磁感线从掌心进入，四指指向电流方向，那么大拇指所

5、指的方向就是运电流方向，那么大拇指所指的方向就是运动电荷所受的洛伦兹力方向动电荷所受的洛伦兹力方向（1）对于正电荷四指指向电流方向）对于正电荷四指指向电流方向即指向正电荷的运动方向即指向正电荷的运动方向（2）对于负电荷四指指向电流方向）对于负电荷四指指向电流方向即指向负电荷运动的反方向即指向负电荷运动的反方向洛伦兹力方向判定方法：洛伦兹力方向判定方法：实验验证实验验证1、判断下列粒子在磁场中所受洛伦兹力的方向、判断下列粒子在磁场中所受洛伦兹力的方向 +v60 +vvv45-1234BBBBFF垂直纸面向里垂直纸面向里不受力不受力训练训练-洛伦兹力的方向洛伦兹力的方向+vB垂直纸面向里垂直纸面向

6、里洛伦兹力的方向洛伦兹力的方向 带电粒子在磁场中运动时受到带电粒子在磁场中运动时受到的洛伦兹力始终与带电粒子速的洛伦兹力始终与带电粒子速度方向垂直。度方向垂直。思考：洛伦兹力的大小思考：洛伦兹力的大小 安培力是洛伦安培力是洛伦兹力的兹力的宏观表现。宏观表现。 电荷定向移动电荷定向移动行成行成电流。电流。IBFvvvv 设有一段长为设有一段长为L L，横截面积为，横截面积为S S的直导线的直导线，单位体积内的自由电荷数为，单位体积内的自由电荷数为n n，每个自由，每个自由电荷的电荷量为电荷的电荷量为q q，自由电荷定向移动的速，自由电荷定向移动的速率为率为v v。这段通电导线垂直磁场方向放入磁。

7、这段通电导线垂直磁场方向放入磁感应强度为感应强度为B B的匀强磁场中，求的匀强磁场中，求（1 1）通电导线中的电流）通电导线中的电流（2 2）通电导线所受的安培力）通电导线所受的安培力（3 3）这段导线内的自由电荷数）这段导线内的自由电荷数（4 4）每个电荷所受的洛伦兹力）每个电荷所受的洛伦兹力洛伦兹力大小洛伦兹力大小导线中的电流强度导线中的电流强度 I =导线中的电荷的总个数为导线中的电荷的总个数为 N =每个电荷受力为每个电荷受力为nqSvnSL导线受安培力为导线受安培力为 F安安 =BIL=BnqSvL洛伦兹力大小洛伦兹力大小qvBnLSBnqvSLNFF安洛 F F洛洛=qVB ( V

8、B=qVB ( VB） F F洛洛= 0 ( VB= 0 ( VB）当当V V与与B B成一角度成一角度时时 F F洛洛=qVBsin=qVBsin 洛伦兹力大小洛伦兹力大小课堂训练课堂训练电子的速率电子的速率v v=3=310106 6 m/s m/s，垂直射，垂直射入入B B=0.10 T=0.10 T的匀强磁场中，它受到的匀强磁场中，它受到的洛伦兹力是多大？的洛伦兹力是多大？F F洛洛=qvBqvB =1.60=1.601010-19-193 310106 60.100.10 =4.8 =4.81010-14-14 N N解：由题意知解：由题意知v垂直垂直B,由洛伦兹力公式得由洛伦兹力公

9、式得：小小 结结1 1、洛伦兹力：磁场对运动电荷的作用力、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安培力是洛伦兹力的宏观表现2 2、洛伦兹力的方向：左手定则、洛伦兹力的方向：左手定则 洛伦兹力始终与带电粒子速度方向垂直洛伦兹力始终与带电粒子速度方向垂直 3 3、洛伦兹力大小：、洛伦兹力大小： F F洛洛=qVBsin=qVBsin VB F VB F洛洛=qVB=qVB VB F VB F洛洛= 0= 0思考与讨论思考与讨论（1 1）洛伦兹力方向与带电粒子的运动方向有什么关系？）洛伦兹力方向与带电粒子的运动方向有什么关系？ 洛伦兹力方向与带电粒子运动方向洛伦兹力方向与带电粒

10、子运动方向垂直垂直（2 2）洛伦兹力对带电粒子运动的速度有什么影响？）洛伦兹力对带电粒子运动的速度有什么影响？ 只只改变改变粒子速度的粒子速度的方向方向，不改变不改变粒子速度的粒子速度的大小大小（3 3）洛伦兹力对带电粒子做的功是多少？）洛伦兹力对带电粒子做的功是多少？ 由于洛伦兹力方向始终与带电粒子运动方向垂直，由于洛伦兹力方向始终与带电粒子运动方向垂直， 所以所以洛伦兹力对运动电荷不做功洛伦兹力对运动电荷不做功F vF vF BF B课堂训练课堂训练 电子以初速度电子以初速度V V垂直进入磁感应强垂直进入磁感应强度为度为B B的匀强磁场中的匀强磁场中, ,则则 ( ) ( ) A. A.磁

11、场对电子的作用力始终不变磁场对电子的作用力始终不变. . B. B.磁场对电子的作用力始终不做功磁场对电子的作用力始终不做功 C. C.电子的速度始终不变电子的速度始终不变. . D. D. 电子的动能始终不变电子的动能始终不变BD拓展延伸拓展延伸 当一带正电当一带正电q q的粒子以速度的粒子以速度v v沿螺线管沿螺线管中轴线进入该通电螺线管，若不计重力，中轴线进入该通电螺线管，若不计重力，则则 （ ）A A带电粒子速度大小改变；带电粒子速度大小改变；B B带电粒子速度方向改变；带电粒子速度方向改变；C C带电粒子速度大小不变；带电粒子速度大小不变；D D带电粒子速度方向不变。带电粒子速度方向

12、不变。CD 如图表示磁场如图表示磁场B的方向、电荷运动的方向、电荷运动v的的方向和磁场对运动电荷作用力方向和磁场对运动电荷作用力f方向的相互方向的相互关系，其中关系，其中B、v、f的方向两两相垂直，的方向两两相垂直，正确的图是正确的图是( ) ABD 质量质量m=0.1m=0.11010-3-3kgkg的小物块，带有电的小物块，带有电量为量为 q=5 q=51010-4-4C C的正电荷，放在斜面上，斜的正电荷，放在斜面上，斜面的倾角面的倾角=30=30，物块与斜面间的动摩擦，物块与斜面间的动摩擦因数因数=0.4=0.4。设整个斜面放在匀强磁场中，。设整个斜面放在匀强磁场中，B=0.5TB=0

13、.5T，方向如图，若斜面足够长，问：，方向如图，若斜面足够长，问：（1 1）物块下滑时，能达到的最大速率为多）物块下滑时，能达到的最大速率为多少？少？（2 2）如果将磁场反向，）如果将磁场反向，其他条件不变，物块其他条件不变，物块下滑时将发生什么下滑时将发生什么情况情况？ 应用：电视显像管的工作原理应用：电视显像管的工作原理 1 1、要是电子打在、要是电子打在A A点，偏转磁场点，偏转磁场应该沿什么方向？应该沿什么方向？垂直纸面向外垂直纸面向外2 2、要是电子打在、要是电子打在B B点，偏转磁场点，偏转磁场应该沿什么方向？应该沿什么方向？垂直纸面向里垂直纸面向里3 3、要是电子打从、要是电子打

14、从A A点向点向B B点逐渐移动，偏转磁场应点逐渐移动，偏转磁场应该怎样变化？该怎样变化？先垂直纸面向外并逐渐减小，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然后垂直纸面向里并逐渐增大。单击此处添加标题单击此处添加段落文字内容单击此处添加段落文字内容单击此处添加段落文字内容单击此处添加段落文字内容单击此处添加标题单击此处添加段落文字内容单击此处添加段落文字内容单击此处添加段落文字内容单击此处添加段落文字内容单击此处添加标题单击此处添加段落文字内容单击此处添加段落文字内容单击此处添加段落文字内容单击此处添加段落文字内容单击此处添加段落文字内容单击此处添加段落文字内容单击此处添加段落文字

15、内容单击此处添加段落文字内容单击此处添加段落文字内容单击此处添加标题单击此处添加段落文字内容单击此处添加段落文字内容单击此处添加段落文字内容单击此处添加段落文字内容单击此处添加段落文字内容单击此处添加段落文字内容单击此处添加段落文字内容单击此处添加段落文字内容单击此处添加标题单击此处添加段落文字内容单击此处添加段落文字内容单击此处添加段落文字内容单击此处添加段落文字内容单击此处添加段落文字内容单击此处添加段落文字内容单击此处添加段落文字内容单击此处添加段落文字内容单击此处添加段落文字内容 单击此处添加段落文字内容单击此处添加段落文字内容 单击此处添加段落文字内容单击此处添加标题单击此处添加标题

16、单击此处添加段落文字内容此处添加内容此处添加内容此处添加内容此处添加内容单击此处添加段落文字内容此处添加内容此处添加内容单击此处添加段落文字内容此处添加内容此处添加内容单击此处添加段落文字内容此处添加内容此处添加内容单击此处添加段落文字内容此处添加内容此处添加内容单击此处添加段落文字内容单击此处添加标题单击添加单击添加内容文字单击添加单击添加内容文字单击添加单击添加内容文字单击添加单击添加内容文字单击此处添加标题单击此处添加段落文字内容单击此处添加段落文字内容单击此处添加段落文字内容单击此处添加段落文字内容单击此处添加段落文字内容单击此处添加段落文字内容单击此处添加段落文字内容单击此处添加段落文字内