磁場對運動電荷的作用力

1、高中物理選修3-1學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)1、知道洛倫茲力的定義。、知道洛倫茲力的定義。2、能運用左手定則判定洛倫茲力的方向。、能運用左手定則判定洛倫茲力的方向。3、會用、會用F=qvB計算洛倫茲力的大小。計算洛倫茲力的大小。4、知道電視顯像管的工作原理。、知道電視顯像管的工作原理。學(xué)習(xí)重點學(xué)習(xí)重點：會確定洛倫茲力的方向會確定洛倫茲力的方向；能計算洛倫茲力的大小能計算洛倫茲力的大小。學(xué)習(xí)難點學(xué)習(xí)難點運用左手定則確定洛倫茲力的方向。運用左手定則確定洛倫茲力的方向。復(fù)習(xí)回顧復(fù)習(xí)回顧方向方向: :IB30IB運用左手定則判斷安培力的方向運用左手定則判斷安培力的方向安培力安培力1、磁場對通電導(dǎo)線的作用力、磁場

2、對通電導(dǎo)線的作用力大小大小: :sinBILF FF左手定則左手定則B和和I之間的之間的方向方向夾角夾角 2、通電導(dǎo)線中的電流是怎樣形成的呢、通電導(dǎo)線中的電流是怎樣形成的呢?【思考【思考】既然磁場對電流有力的作用，而既然磁場對電流有力的作用，而電流是由電荷的定向移動形成的。那么磁電流是由電荷的定向移動形成的。那么磁場是否對運動電荷也有作用力呢場是否對運動電荷也有作用力呢?電荷的定向移動形成的電荷的定向移動形成的nqvSI 荷蘭物理學(xué)家，他荷蘭物理學(xué)家，他是電子論的創(chuàng)始人、相是電子論的創(chuàng)始人、相對論中洛倫茲變換的建對論中洛倫茲變換的建立者，并因在原子物理立者，并因在原子物理中的重要貢獻（塞曼效中

3、的重要貢獻（塞曼效應(yīng)）獲得第二屆（應(yīng)）獲得第二屆（1902年）諾貝爾物理學(xué)獎。年）諾貝爾物理學(xué)獎。被愛因斯坦稱為被愛因斯坦稱為“我們我們時代最偉大，最高尚的時代最偉大，最高尚的人人”。荷蘭物理學(xué)家荷蘭物理學(xué)家 洛倫茲洛倫茲(Lorentz， 18531928)一、洛倫茲力一、洛倫茲力運動電荷在磁場中受到的作用力運動電荷在磁場中受到的作用力磁場對電流有安培力的作用，而電流是由電荷定磁場對電流有安培力的作用，而電流是由電荷定向運動形成的，且磁場對運動電荷有洛倫茲力的作用。向運動形成的，且磁場對運動電荷有洛倫茲力的作用。所以所以安培力是洛倫茲力的安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)宏觀表現(xiàn).為什么磁場對通電導(dǎo)

4、線有作用力為什么磁場對通電導(dǎo)線有作用力? ?安培力是洛倫茲力的安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)宏觀表現(xiàn)洛倫茲力是安培力的洛倫茲力是安培力的微觀本質(zhì)微觀本質(zhì)安培力安培力洛侖茲力洛侖茲力磁場對磁場對電流電流的作用的作用磁場對磁場對運動電荷運動電荷的作用的作用因因果果微觀原因微觀原因宏觀表現(xiàn)宏觀表現(xiàn)+IF-IF1.1.判定安培力方向。判定安培力方向。2.2.電流方向和電荷運動方向的關(guān)系。電流方向和電荷運動方向的關(guān)系。3.3.安培力方向和洛倫茲力方向的關(guān)系。安培力方向和洛倫茲力方向的關(guān)系。4.4.電荷運動方向、磁場方向、洛倫茲力電荷運動方向、磁場方向、洛倫茲力方向的關(guān)系。方向的關(guān)系。 二、洛倫茲力的方向二、

5、洛倫茲力的方向如果是如果是負(fù)電荷負(fù)電荷，我們應(yīng)如何判定洛倫茲力的方向，我們應(yīng)如何判定洛倫茲力的方向?Fvv大拇指跟四指大拇指跟四指垂直垂直共面共面磁感線穿過磁感線穿過掌心掌心四指四指: :正電荷正電荷的方向的方向 拇指拇指: :洛倫茲力方向洛倫茲力方向左手定則左手定則 以相同速度進入同一磁場的以相同速度進入同一磁場的正正、負(fù)負(fù)電荷受到電荷受到的洛倫茲力方向的洛倫茲力方向相反相反FvFvFvBF垂直于紙垂直于紙面向外面向外F垂直于紙垂直于紙面向外面向外v甲乙丙丁試判斷下圖中的帶電粒子剛進入磁場時所受洛試判斷下圖中的帶電粒子剛進入磁場時所受洛倫茲力的方向倫茲力的方向 BBB三、洛倫茲力的大小三、洛

6、倫茲力的大小設(shè)有一段長為設(shè)有一段長為L，橫截面積為，橫截面積為S的直導(dǎo)線，單位體的直導(dǎo)線，單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n，每個自由電荷的電荷量為，每個自由電荷的電荷量為q，自由電荷定向移動的速率為自由電荷定向移動的速率為v。這段通電導(dǎo)線垂直磁場。這段通電導(dǎo)線垂直磁場方向放入磁感應(yīng)強度為方向放入磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，求的勻強磁場中，求IFvvvvqvBnSLLnqvSBNFF)(安洛nSLN nqvSI LnqvSBBILF)(安（1）通電導(dǎo)線中的電流通電導(dǎo)線中的電流（2）通電導(dǎo)線所受的安培力通電導(dǎo)線所受的安培力（3）這段導(dǎo)線內(nèi)的自由電荷數(shù)這段導(dǎo)線內(nèi)的自由電荷數(shù)（4）每個電荷

7、所受的洛倫茲力每個電荷所受的洛倫茲力qvBF洛電荷量為電荷量為q的粒子以速度的粒子以速度v運動時，如果速運動時，如果速度方向與磁感應(yīng)強度方向度方向與磁感應(yīng)強度方向垂直垂直，那么粒子所受，那么粒子所受的洛倫茲力為的洛倫茲力為(vB)若帶電粒子若帶電粒子不垂直不垂直射入磁場，粒子受到的洛倫射入磁場，粒子受到的洛倫茲力又如何呢茲力又如何呢?(vB)(vB)特例特例: :qvBF 洛0洛FsinqvBF 洛課本課本P98，1、2四、洛倫茲力的特點：四、洛倫茲力的特點：2、洛倫茲力、洛倫茲力只改變速度的方向只改變速度的方向, 不改變速度的大小不改變速度的大小.3、洛倫茲力對電荷、洛倫茲力對電荷總是不做功

8、總是不做功.1、洛倫茲力的方向、洛倫茲力的方向總是總是既垂直于速度，又垂直既垂直于速度，又垂直于磁場于磁場，即，即F垂直于垂直于v和和B所組成的平面所組成的平面.Fv FB FSvB五、電視顯像管的工作原理五、電視顯像管的工作原理運動電荷運動電荷宏觀表現(xiàn)宏觀表現(xiàn)向下向下向上偏轉(zhuǎn)向上偏轉(zhuǎn) 掌心掌心正電荷運動的方向正電荷運動的方向 拇指拇指相反相反vBvB垂直垂直做功做功磁偏轉(zhuǎn)磁偏轉(zhuǎn)掃描掃描FvB不受洛倫茲力不受洛倫茲力FDDFF垂直紙面向外垂直紙面向外 垂直紙面向外垂直紙面向外 2、赤道上空、赤道上空.一束電子從上向下運動，在地球磁場的作一束電子從上向下運動，在地球磁場的作用下，它將用下，它將

9、( )A向東偏轉(zhuǎn)向東偏轉(zhuǎn) B向西偏轉(zhuǎn)向西偏轉(zhuǎn)C向南偏轉(zhuǎn)向南偏轉(zhuǎn) D向北偏轉(zhuǎn)向北偏轉(zhuǎn)B3、一帶電粒子在勻強磁場中沿著磁感線方向運動，現(xiàn)將、一帶電粒子在勻強磁場中沿著磁感線方向運動，現(xiàn)將該磁場的磁感應(yīng)強度增大一倍，則帶電粒子受到的洛侖該磁場的磁感應(yīng)強度增大一倍，則帶電粒子受到的洛侖茲力茲力 ( )A增大兩倍增大兩倍 B增大一倍增大一倍 C減小一半減小一半 D依然為零依然為零D4、.在以下幾幅圖中，洛倫茲力的方向判斷不在以下幾幅圖中，洛倫茲力的方向判斷不正確正確的是的是 ( )C5、.勻強磁場中一個運動的帶電粒子，受到洛侖滋力勻強磁場中一個運動的帶電粒子，受到洛侖滋力F的的方向如圖所示，則該粒子所帶

10、電性和運動方向可能是方向如圖所示，則該粒子所帶電性和運動方向可能是 ( )A粒子帶負(fù)電，向下運動粒子帶負(fù)電，向下運動 B粒子帶正電，向左運動粒子帶正電，向左運動C粒子帶負(fù)電，向上運動粒子帶負(fù)電，向上運動 D粒子帶正電，向右運動粒子帶正電，向右運動AFBI6、如果運動電荷除磁場力外不受其他任何力的作用，則、如果運動電荷除磁場力外不受其他任何力的作用，則帶電粒子在磁場中作下列運動可能成立的是帶電粒子在磁場中作下列運動可能成立的是 ( )A作勻速直線運動作勻速直線運動 B、作勻變速直線運動、作勻變速直線運動C作變加速曲線運動作變加速曲線運動 D作勻變速曲線運動作勻變速曲線運動C7、如圖、如圖2所示，將一陰極射線管置于一通電螺線管的正所示，將一陰極射線管置于一通電螺線管的正上方且在同一水平面內(nèi)，則陰極射線將上方且在同一水平面內(nèi)，則陰極射線將 （ ）A向外偏轉(zhuǎn)向外偏轉(zhuǎn)B向里偏轉(zhuǎn)向里偏轉(zhuǎn)C向上偏轉(zhuǎn)向上偏轉(zhuǎn)D向下偏轉(zhuǎn)向下偏轉(zhuǎn)AB 8、如圖所示，平行板電容器水平放置，帶電后，兩板之、如圖所示，平行板電容器水平放置，帶電后，兩板之間有一個豎直向下