磁场对运动电荷的作用肖金秀

第三章磁场

物理选修3—13.5运动电荷在磁场中受到的力回顾复习：1、安培力的定义：磁场对通电导线的作用力方向的判断：左手定则大小的计算：2、电流是如何形成的？3、猜想:磁场是不是可能对运动电荷有力的作用？电流是由电荷的定向移动形成的演示：阴极射线在磁场中的偏转1、没有磁场时，接通高压电源可以观察到什么现象。2、光束实质上是什么？3、若在电子束的路径上加磁场，可以观察到什么现象？4、改变磁场的方向，通过观查从而判断运动的电子在各个方向磁场中的受力方向。演示：阴极射线在磁场中的偏转1、没有磁场时，接通高压电源可以观察到什么现象。2、光束实质上是什么？3、若在电子束的路径上加磁场，可以观察到什么现象？4、改变磁场的方向，通过观查从而判断运动的电子在各个方向磁场中的受力方向。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?安培力洛仑兹力磁场对电流的作用磁场对运动电荷的作用因果微观原因宏观表现一、探究洛伦兹力的方向：安培力是磁场对电流的作用力电流是电荷的定向移动形成的洛伦兹力是磁场对运动电荷的作用力1.安培力是洛伦兹力的宏观表现．

2.洛伦兹力是安培力的微观本质洛伦兹力的方向可以用左手定则判定实验验证：理论推导:推理与猜想：二、洛伦兹力的方向-------左手定则vv1、伸开左手，使大拇指和其余四指垂直且处于同一平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿过手心，若四指指向正电荷运动的方向，那么拇指所指的方向就使正电荷所受洛伦兹力的方向2、若四指指向负电荷运动的反方向，那么拇指所指的方向就是负电荷所受洛伦兹力的方向ff二、洛伦兹力的方向vvBvff垂直纸面向外

试判断下图中的带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向1、可见：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、安培力方向由左手定则判断。我们知道安培力的方向既垂直于磁场方向，又垂直于电流方向，同样也用左手定则判断洛伦兹力f的方向也既垂直于磁场B的方向又垂直于电荷运动速度v的方向------左手定则练一练：

试判断各图中带电粒子受洛伦兹力的方向，或带电粒子的电性、或带点粒子的运动方向。vffvv洛伦兹力方向垂直纸面向里洛伦兹力方向垂直纸面向外v二、探究洛伦兹力的表达式：

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（1）这段导线内的自由电荷数。（2）通电导线所受的安培力。（3）电流强度I。（4）每个电荷所受的洛伦兹力。如果通电导线不和磁场方向垂直，怎么办？(适用条件：速度方向与磁场方向垂直)速度v与磁场B的方向夹角为θ时F安＝ILB总电荷数：nsLf洛＝ｑVBI===nqsv(注：t=)V

［问题］若此电子不垂直射入磁场，电子受到的洛伦兹力又如何呢？洛伦兹力：f=qVB(V垂直B）B1B21、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。CD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⊥VF⊥BF⊥SVB五电视显像管的工作原理主要构造:电子枪（阴极）、偏转线圈、荧光屏等【思考与讨论】1．若要使电子束在水平方向偏离中心，打在荧光屏上的Ａ点，偏转磁场应该沿什么方向？五电视显像管的工作原理2．若要使电子束打在Ｂ点，磁场应该沿什么方向？3．若要使电子束打在荧光屏上的位置由Ｂ逐渐向Ａ点移动，偏转磁场应该怎样变化？原理：五、电视显像管的工作原理区分库仑力:静止间电荷间的相互作用力安培力:磁场对通电导线的作用力洛伦兹力:

磁场对运动电荷的作用力比较电场和磁场对电荷的作用力1.

电荷在电场中一定要受到电场力的作用.电荷在磁场中不一定要受到洛伦兹力力的作用.2.电场力的大小F=qE洛伦兹力的大小F=qvB3.电场力方向与电场方向平行4.洛伦兹力方向与磁场方向垂直电场力对运动的电荷不一定做功.洛伦兹力对运动的电荷一定不做功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、洛伦兹力方向：左手定则

F⊥VF⊥B3、洛伦兹力大小：F洛=qVBsinθV⊥BF洛=qVBV∥BF洛=04、洛伦兹力对运动的电荷永不做功！小结:磁场对运动电荷的作用力(洛伦兹力)洛伦兹力的作用其作用是改变粒子速度的方向，而不改变其速度的大小．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，如果都到达地