物理文科(11)2.4磁场对运动电荷的作用

1、电流是如何形成的？电流是如何形成的？思考思考电流是电荷的定向运动形成的，而磁场对电流是电荷的定向运动形成的，而磁场对电流（通电导线）有力的作用，由此想电流（通电导线）有力的作用，由此想到到磁场可能对运动电荷有力的作用磁场可能对运动电荷有力的作用。实验：用实验：用阴极射线管阴极射线管研究磁场对运动电荷的作用。研究磁场对运动电荷的作用。 在真空玻璃管内安装一个在真空玻璃管内安装一个阴极、一个阳极阴极、一个阳极. .阴极接高阴极接高电压的负极、阳极接正极电压的负极、阳极接正极. .阴极就会发射电子阴极就会发射电子, ,电子束电子束在两极之间的电场力的作在两极之间的电场力的作用下从阴极飞向阳极用下从阴

2、极飞向阳极. .这个这个管子叫做电子射线管管子叫做电子射线管. .为了为了显示电子束运动的情况显示电子束运动的情况, ,管管内装有长条形的荧光屏内装有长条形的荧光屏, ,屏屏上的物质受到电子的撞击上的物质受到电子的撞击时能够发光。时能够发光。当电子射线管的周围不存在磁场时，当电子射线管的周围不存在磁场时，电子的电子的运动轨迹运动轨迹是是直线直线带电粒子在真空中做匀速直线运动带电粒子在真空中做匀速直线运动当电子射线管的周围存在磁场时，当电子射线管的周围存在磁场时，电子的运动轨迹是曲线电子的运动轨迹是曲线所以磁场对运动电荷有力的作用所以磁场对运动电荷有力的作用结论结论洛伦兹力洛伦兹力1 1、磁场对

3、运动电荷有力的作用、磁场对运动电荷有力的作用, ,这个力叫做洛仑兹力这个力叫做洛仑兹力. .2.2.洛伦兹力与安培力的关系：洛伦兹力与安培力的关系： 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。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。vv1 1、伸开左手，使大拇指和其余、伸开左手，使大拇指和其余四指垂直且处于同一平面内，四指垂直且处于同一平面内，把手放入磁场中，让把手放入磁场中，让磁感线垂磁感线垂直穿过手心直穿过手心，若，若四指指向正电四指指向正电荷运动的方向荷运动的方向，那么，那么拇指拇指所指所指的方向就使的方向就使正电荷所受洛伦兹正电荷所受洛伦兹力的方向力的方向。

4、 2 2、 如果运动的是负电荷，则四如果运动的是负电荷，则四指指向负电荷运动的反方向，指指向负电荷运动的反方向，F FF F负电荷的运动方向与电流方向负电荷的运动方向与电流方向相反相反洛伦兹力的方向洛伦兹力的方向下图中电子束的偏转方向画的方向正确吗？下图中电子束的偏转方向画的方向正确吗？洛伦兹力一定垂直于磁感应强度洛伦兹力一定垂直于磁感应强度B B 和粒子速度和粒子速度v v 。Fv， FB ，F v、B相交所确定的平面相交所确定的平面F FF FvB洛仑兹力洛仑兹力F F的大小等于电的大小等于电荷量荷量q q、速度、速度v、磁感应、磁感应强度强度B B三者的乘积三者的乘积当速度当速度v的方向

5、的方向与与磁感应磁感应强度强度B B的方向的方向垂直垂直时时：qvBF 洛伦兹力的大小洛伦兹力的大小当速度当速度v的方向与磁感应强度的方向与磁感应强度B的方向平行时：的方向平行时：F0电子束的偏转电子束的偏转 下图中所示的实验装置叫做下图中所示的实验装置叫做洛伦兹力演示仪洛伦兹力演示仪，可以，可以演示洛伦兹力的大小和方向。它由一个球形电子射线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可管和一组线圈组成。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以以改变电子的速度；通过改变线圈中电流的强弱可以改变磁感应强度的大小。改变

6、磁感应强度的大小。 电子束的偏转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1.1.产生：产生：电场电场对运动电荷、对运动电荷、静止静止电荷都有电场力的作用电荷都有电场力的作用磁场磁场只对只对运动运动电荷才有磁场力的作用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.方向：方向：电场力电场力的方向与电场方向的方向与电场方向

7、平行平行, ,正电荷的电场力方向正电荷的电场力方向就是电场方向就是电场方向洛伦兹力洛伦兹力无论是正电荷还是负电荷，它所受洛伦兹力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永远与磁场方向垂直。垂直。3.3.做功：做功：电场力电场力对电荷对电荷可能做功，可能做功，也可能不做功也可能不做功洛伦兹力洛伦兹力始终与电荷速度方向垂直始终与电荷速度方向垂直, ,永远不会做功永远不会做功洛仑兹力有什么重要特点呢？洛仑兹力有什么重要特点呢？f fV VF F-q因为洛仑兹力因为洛仑兹力F F的方向总跟运的方向总跟运动电荷的速度动电荷的速度v的方向垂直。的方向垂直。洛仑兹力只能改变电荷运动的速度方向，洛

8、仑兹力只能改变电荷运动的速度方向，不能改变速度的大小。不能改变速度的大小。所以洛仑兹力对在磁场中运动的电荷永远不做功。所以洛仑兹力对在磁场中运动的电荷永远不做功。电子束受到洛伦兹力而偏转电子束受到洛伦兹力而偏转 如图所示如图所示 （1 1）要是电子打在）要是电子打在A A点，偏点，偏转磁场应该沿什么方向？转磁场应该沿什么方向？（2 2）要是电子打在）要是电子打在B B点，偏点，偏转磁场应该沿什么方向？转磁场应该沿什么方向？（3 3）要是电子束打在荧光屏）要是电子束打在荧光屏上的位置由中心上的位置由中心O O逐渐向逐渐向A A点点移动，偏转磁场应该怎样变移动，偏转磁场应该怎样变化？化？显像管的工作原理显像管的工作原理课堂练习课堂练习1 1答：由现象知这束射线含有不答：由现象知这束射线含有不同的粒子。同的粒子。其中向左的射线为带其中向左的射线为带正电的粒子组成；正电的粒子组成；中间的射线为中间的射线为不带电粒子组成；不带电粒子组成；向右的射线为向右的射线为带负电的粒子组成。带负电的粒子组成。课堂练习课堂练习课堂练习课堂练习3 3答：带电粒子在磁场中径迹弯曲、成螺旋形是由于答：带电粒子在磁场中径迹弯曲、成螺旋形是由于受到洛伦兹力的作用而