帶電粒子在磁場(chǎng)中受力的作用

1、鄭集中學(xué)高二物理組 復(fù)習(xí)復(fù)習(xí)1 1磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力的大小和方向？磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力的大小和方向？復(fù)習(xí)復(fù)習(xí)2 2復(fù)習(xí)復(fù)習(xí)3 3 磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的也就是說(shuō)磁場(chǎng)可能對(duì)運(yùn)動(dòng)電也就是說(shuō)磁場(chǎng)可能對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用。荷有力的作用。鄭集中學(xué)高二物理組 張亞維磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力演示演示 從陰極發(fā)射出來(lái)電子，從陰極發(fā)射出來(lái)電子，在陰陽(yáng)兩極間的高壓作用下，在陰陽(yáng)兩極間的高壓作用下，使電子加速，形成電子束，使電子加速，形成電子束，轟擊到長(zhǎng)條形的熒光屏上激轟擊到長(zhǎng)條形的熒光屏上激發(fā)出熒光，可以顯示電子束發(fā)出熒光，可以顯示電子束的運(yùn)動(dòng)軌跡。的運(yùn)動(dòng)軌跡。 在沒(méi)有外磁場(chǎng)時(shí)

2、，電在沒(méi)有外磁場(chǎng)時(shí)，電子束沿直線運(yùn)動(dòng)，將蹄形子束沿直線運(yùn)動(dòng)，將蹄形磁鐵靠近陰極射線管，發(fā)磁鐵靠近陰極射線管，發(fā)現(xiàn)電子束運(yùn)動(dòng)軌跡發(fā)生了現(xiàn)電子束運(yùn)動(dòng)軌跡發(fā)生了彎曲。彎曲。原理原理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有力磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用的作用結(jié)論結(jié)論鄭集中學(xué)高二物理組 張亞維洛倫茲力洛倫茲力 運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的作用力運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的作用力叫做叫做洛倫茲力洛倫茲力，安培力安培力是洛倫茲力是洛倫茲力的的宏觀宏觀表現(xiàn)。表現(xiàn)。洛倫茲力洛倫茲力方向方向左手定則左手定則：四指指向與形成的電流方四指指向與形成的電流方向一致，即與向一致，即與正電荷正電荷運(yùn)動(dòng)方向運(yùn)

3、動(dòng)方向相同相同，與與負(fù)電荷負(fù)電荷運(yùn)動(dòng)方向運(yùn)動(dòng)方向相反相反。洛倫茲力方向洛倫茲力方向練習(xí)練習(xí)1. 1.判斷下列粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)所受的洛倫茲力的方向判斷下列粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)所受的洛倫茲力的方向 q洛倫茲力洛倫茲力大小大小設(shè)有一段長(zhǎng)為設(shè)有一段長(zhǎng)為L(zhǎng) L，橫截面積為，橫截面積為S S的直導(dǎo)線，的直導(dǎo)線，單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n n，每個(gè)自由電荷，每個(gè)自由電荷的電荷量為的電荷量為q q，自由電荷定向移動(dòng)的速率為，自由電荷定向移動(dòng)的速率為v v。這段通電導(dǎo)線垂直磁場(chǎng)方向放入磁感應(yīng)強(qiáng)度為這段通電導(dǎo)線垂直磁場(chǎng)方向放入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，求的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，求（1 1）通電導(dǎo)線中的

4、電流）通電導(dǎo)線中的電流（2 2）通電導(dǎo)線所受的安培力）通電導(dǎo)線所受的安培力（3 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 4）每個(gè)電荷所受的洛倫茲力）每個(gè)電荷所受的洛倫茲力BFI洛倫茲力的大小洛倫茲力的大小 導(dǎo)線中的電流強(qiáng)度導(dǎo)線中的電流強(qiáng)度 I =導(dǎo)線中的電荷的總個(gè)數(shù)為導(dǎo)線中的電荷的總個(gè)數(shù)為N =每個(gè)電荷受力為每個(gè)電荷受力為導(dǎo)線受安培力為導(dǎo)線受安培力為 F安安 =nqSvnSLBIL=BnqSvL洛倫茲力的大小洛倫茲力的大小鄭集中學(xué)高二物理 張亞維F F洛洛=qVB ( VB=qVB ( VB）F F洛洛= 0 ( VB= 0 ( VB）當(dāng)當(dāng)V V與與B B成一角度成一角度時(shí)時(shí)

5、F F洛洛=qVBsin=qVBsin 思考與討論思考與討論（1 1）洛倫茲力方向與帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向有什么關(guān)系？）洛倫茲力方向與帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向有什么關(guān)系？ 洛倫茲力方向與帶電粒子運(yùn)動(dòng)方向洛倫茲力方向與帶電粒子運(yùn)動(dòng)方向垂直垂直（2 2）洛倫茲力對(duì)帶電粒子運(yùn)動(dòng)的速度有什么影響？）洛倫茲力對(duì)帶電粒子運(yùn)動(dòng)的速度有什么影響？ 只改變粒子只改變粒子速度的方向速度的方向，不改變粒子，不改變粒子速度的大小速度的大?。? 3）洛倫茲力對(duì)帶電粒子做的功是多少？）洛倫茲力對(duì)帶電粒子做的功是多少？ 由于洛倫茲力由于洛倫茲力方向始終方向始終與帶電粒子與帶電粒子運(yùn)動(dòng)方向垂直運(yùn)動(dòng)方向垂直， 所以洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷所以

6、洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷不做功不做功洛倫茲力洛倫茲力鄭集中學(xué)高二物理 張亞維小小 結(jié)結(jié)1 1、洛倫茲力：磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力、洛倫茲力：磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力 安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)2 2、洛倫茲力的方向：左手定則、洛倫茲力的方向：左手定則 F v F B F v F B 3 3、洛倫茲力大小：、洛倫茲力大小： F F洛洛=qVBsin=qVBsin VB F VB F洛洛=qVB=qVB VB F VB F洛洛= 0= 04 4、特點(diǎn)：洛倫茲力只改變力的方向，不、特點(diǎn)：洛倫茲力只改變力的方向，不改變改變 力的大小，洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)力的大小，洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷不做功電荷

7、不做功洛倫茲力洛倫茲力鄭集中學(xué)高二物理 張亞維四、電視顯像管的工作原理四、電視顯像管的工作原理1 1、要是電子打在、要是電子打在A A點(diǎn)，偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)該點(diǎn)，偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)該沿什么方向？沿什么方向？垂直紙面向外垂直紙面向外2 2、要是電子打在、要是電子打在B B點(diǎn)，偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)該點(diǎn)，偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)該沿什么方向？沿什么方向？垂直紙面向里垂直紙面向里3 3、要是電子打從、要是電子打從A A點(diǎn)向點(diǎn)向B B點(diǎn)逐漸移動(dòng)，偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)該怎樣點(diǎn)逐漸移動(dòng)，偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)該怎樣變化？變化？先垂直紙面向外并逐漸減小，先垂直紙面向外并逐漸減小，然后垂直紙面向里并逐漸增大。然后垂直紙面向里并逐漸增大。課堂訓(xùn)練課堂訓(xùn)練1 1、 試判斷下列

8、各圖帶電粒子所受洛侖試判斷下列各圖帶電粒子所受洛侖茲力的方向、或磁場(chǎng)的方向、或粒子運(yùn)茲力的方向、或磁場(chǎng)的方向、或粒子運(yùn)動(dòng)方向動(dòng)方向(q,v,B(q,v,B兩兩垂直兩兩垂直) )Fv v垂直紙面向外垂直紙面向外課堂訓(xùn)練課堂訓(xùn)練2 2、電子以初速度、電子以初速度V V垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為為B B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中, ,則則 ( )( ) A. A.磁場(chǎng)對(duì)電子的作用力始終不變磁場(chǎng)對(duì)電子的作用力始終不變. . B. B.磁場(chǎng)對(duì)電子的作用力始終不做功磁場(chǎng)對(duì)電子的作用力始終不做功 C.C.電子的速度始終不變電子的速度始終不變. . D. D. 電子的動(dòng)能始終不變電子的動(dòng)能始終不變BD課堂訓(xùn)練課堂訓(xùn)練3、電子的速率電子的速率v v=3=310106 6 m/s m/s，垂直射入，垂直射入B B=0.10 T=0.10 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，它受到的洛倫茲力的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，它受到的洛倫茲力是多大？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課堂訓(xùn)練課堂訓(xùn)練4 4、當(dāng)一帶正電、當(dāng)一帶正電q q的粒子以速度的粒子以速度v v沿螺線管中軸線進(jìn)入該沿螺線管中軸線