3-5-运动电荷在磁场中受到的力资料

第五节磁场对运动电荷的作用复习回顾1、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？3、由上述的两个问题你可以想到什么？磁场可能对运动电荷有力的作用电荷定向移动形成电流大小：F＝BILsinθ方向：左手定则磁场对运动电荷的作用力演示：阴极射线在磁场中的偏转【电子射线管的原理】

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，形成电子束，轰击到长条形的荧光屏上激发出荧光，可以显示电子束的运动轨迹。演示实验：当磁铁靠近阴极射线管时，电子束的径迹有什么变化？这个现象说明什么问题？运动的电荷受到的是什么力？一、洛伦兹力的方向1、定义：运动电荷在磁场中受到的力称为洛伦兹力。2、方向：左手定则伸开左手，使拇指与其余四指垂直，且共面，让磁感线从掌心进入，并使四指指向正电荷运动的方向，那么拇指所指的方向就是正电荷所受的洛伦兹力的方向。问题一：怎样判断负电荷的受力方向？伸开左手，使拇指与其余四指垂直，且共面，让磁感线从掌心进入，并使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的洛伦兹力的方向。在同一磁场中同向运动的正、负电荷问题二：洛伦兹力F和磁感应强度B、速度v之间的方向关系是什么样子的？洛伦兹力F一定既垂直于磁感应强度B，又垂直于粒子的速度v；但是B和v不一定垂直。即：F垂直于B和v所确定的平面。问题三：洛伦兹力F对粒子做功吗？为什么？由于洛伦兹力始终与粒子速度垂直，所以洛伦兹力不做功。练习：判断下列情况下的洛伦兹力的方向。FF垂直与纸面向里不受洛伦兹力二、洛伦兹力的大小1、复习：安培力的大小计算公式是什么？（B⊥I时）2、推导：导线受到的安培力大小为：F=BIL电流大小的微观表达式：I=nqvS所以，安培力为：F=BnqvSL因为安培力实际上是导线中的每一个运动电荷受到的洛伦兹力的合力所以，一个运动电荷受到的力为：F洛=BnqvSL/N其中N表示电荷的总数：N=nSL代入上式得：F洛=qvB适用条件：速度v和磁感应强度B相互垂直。对照课本96页思考与讨论推导洛伦兹力公式问题四：当速度和磁感应强度不垂直时应该怎样求洛伦兹力？B+vαv1v2F=qvBsinα方向：垂直纸面向里练习：计算下列情况下的洛伦兹力的大小并判断方向。FF=qvB0FF=qvBF=qvB/2三、电视显像管的工作原理1、若要使电子束打在A点，偏转磁场应沿什么方向？AB2、若要使电子束打在B点，偏转磁场应沿什么方向？3、若要使电子束打在荧光屏上的位置由B逐渐向A移动，偏转磁场应该怎样变化？4、在左图中，如果电子沿O点向外运动，在磁场作用下会向哪偏转？垂直于纸面向外垂直于纸面向里垂直于纸面向里逐渐减小，减到零后再垂直于纸面向外，逐渐增大。水平向左BFNN实际上在偏转区的水平、竖直方向都有偏转磁场，其方向、强弱都在不断变化，因此电子束打在荧光屏上的光点不断移动，这在电视技术上叫做扫描。电子束由上到下扫描一遍叫做一场，电视机中每秒要扫描50场，所以我们看到整个荧光屏都发光。四、带电粒子在复合场中的运动与平衡例1、质量为m，电荷量为q的微粒，以速度v与水平成45°角进入匀强电场和匀强磁场同时存在的空间，如图所示，微粒在电场、磁场、重力场的共同作用下做匀速直线运动，求：（1）电场强度的大小，该粒子的电性。（2）磁感应强度的大小。v45°EBv45°EBmgqEF洛F合v45°EBmgF洛正电荷负电荷qEv45°EBmgqEF洛F合正电荷（1）由mg=qE得：

E=mg/q（2）由F洛==qvB得：

小结：基本思路为：1、受力分析。2、正交分解。例2、在相互垂直的匀强电场和匀强磁场中，有一倾角为θ、足够长的光滑绝缘斜面，磁感应强度为B，方向垂直纸面向外，电场方向竖直向上，有一个质量为m、带电荷量为+q的小物块静止在斜面顶端，这时小物块对斜面的正压力恰好为零。若迅速把电场方向反转为竖直向下，小物块能在斜面上连续滑行多远？用多长时间？提示：mgqE电场翻转前物块受力情况是怎样的？mgqENqvB（1）电场翻转后物块受力情况？各力是恒力还是变力？（2）物体做什么运动？（3）离开斜面的临界条件是什么？mgqENqvB当电场竖直向上时：qE=mg当电场竖直向下时：加速度为：当物块脱离斜面的瞬间：N=0即：