物理文科(1-1)2.4_磁場對運(yùn)動電荷的作用

1、電流是如何形成的？電流是如何形成的？思考思考電流是電荷的定向運(yùn)動形成的，而磁場對電流是電荷的定向運(yùn)動形成的，而磁場對電流（通電導(dǎo)線）有力的作用，由此想電流（通電導(dǎo)線）有力的作用，由此想到到磁場可能對運(yùn)動電荷有力的作用磁場可能對運(yùn)動電荷有力的作用。實(shí)驗(yàn)：用實(shí)驗(yàn)：用陰極射線管陰極射線管研究磁場對運(yùn)動電荷的作用。研究磁場對運(yùn)動電荷的作用。 在真空玻璃管內(nèi)安裝一個在真空玻璃管內(nèi)安裝一個陰極、一個陽極陰極、一個陽極. .陰極接高陰極接高電壓的負(fù)極、陽極接正極電壓的負(fù)極、陽極接正極. .陰極就會發(fā)射電子陰極就會發(fā)射電子, ,電子束電子束在兩極之間的電場力的作在兩極之間的電場力的作用下從陰極飛向陽極用下從陰

2、極飛向陽極. .這個這個管子叫做電子射線管管子叫做電子射線管. .為了為了顯示電子束運(yùn)動的情況顯示電子束運(yùn)動的情況, ,管管內(nèi)裝有長條形的熒光屏內(nèi)裝有長條形的熒光屏, ,屏屏上的物質(zhì)受到電子的撞擊上的物質(zhì)受到電子的撞擊時能夠發(fā)光。時能夠發(fā)光。當(dāng)電子射線管的周圍不存在磁場時，當(dāng)電子射線管的周圍不存在磁場時，電子的電子的運(yùn)動軌跡運(yùn)動軌跡是是直線直線帶電粒子在真空中做勻速直線運(yùn)動帶電粒子在真空中做勻速直線運(yùn)動當(dāng)電子射線管的周圍存在磁場時，當(dāng)電子射線管的周圍存在磁場時，電子的運(yùn)動軌跡是曲線電子的運(yùn)動軌跡是曲線所以磁場對運(yùn)動電荷有力的作用所以磁場對運(yùn)動電荷有力的作用結(jié)論結(jié)論洛倫茲力洛倫茲力1 1、磁場對

3、運(yùn)動電荷有力的作用、磁場對運(yùn)動電荷有力的作用, ,這個力叫做洛侖茲力這個力叫做洛侖茲力. .2.2.洛倫茲力與安培力的關(guān)系：洛倫茲力與安培力的關(guān)系： 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)。洛倫茲力是安培力的微觀本質(zhì)洛倫茲力是安培力的微觀本質(zhì)。vv1 1、伸開左手，使大拇指和其余、伸開左手，使大拇指和其余四指垂直且處于同一平面內(nèi)，四指垂直且處于同一平面內(nèi)，把手放入磁場中，讓把手放入磁場中，讓磁感線垂磁感線垂直穿過手心直穿過手心，若，若四指指向正電四指指向正電荷運(yùn)動的方向荷運(yùn)動的方向，那么，那么拇指拇指所指所指的方向就使的方向就使正電荷所受洛倫茲正電荷所受洛倫茲力的方向力的方向。

4、 2 2、 如果運(yùn)動的是負(fù)電荷，則四如果運(yùn)動的是負(fù)電荷，則四指指向負(fù)電荷運(yùn)動的反方向，指指向負(fù)電荷運(yùn)動的反方向，F(xiàn) FF F負(fù)電荷的運(yùn)動方向與電流方向負(fù)電荷的運(yùn)動方向與電流方向相反相反洛倫茲力的方向洛倫茲力的方向下圖中電子束的偏轉(zhuǎn)方向畫的方向正確嗎？下圖中電子束的偏轉(zhuǎn)方向畫的方向正確嗎？洛倫茲力一定垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度洛倫茲力一定垂直于磁感應(yīng)強(qiáng)度B B 和粒子速度和粒子速度v v 。Fv， FB ，F(xiàn) v、B相交所確定的平面相交所確定的平面F FF FvB洛侖茲力洛侖茲力F F的大小等于電的大小等于電荷量荷量q q、速度、速度v、磁感應(yīng)、磁感應(yīng)強(qiáng)度強(qiáng)度B B三者的乘積三者的乘積當(dāng)速度當(dāng)速度v的方向

5、的方向與與磁感應(yīng)磁感應(yīng)強(qiáng)度強(qiáng)度B B的方向的方向垂直垂直時時：qvBF 洛倫茲力的大小洛倫茲力的大小當(dāng)速度當(dāng)速度v的方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向平行時：的方向平行時：F0電子束的偏轉(zhuǎn)電子束的偏轉(zhuǎn) 下圖中所示的實(shí)驗(yàn)裝置叫做下圖中所示的實(shí)驗(yàn)裝置叫做洛倫茲力演示儀洛倫茲力演示儀，可以，可以演示洛倫茲力的大小和方向。它由一個球形電子射線演示洛倫茲力的大小和方向。它由一個球形電子射線管和一組線圈組成。通過改變電子槍兩極間的電壓可管和一組線圈組成。通過改變電子槍兩極間的電壓可以改變電子的速度；通過改變線圈中電流的強(qiáng)弱可以以改變電子的速度；通過改變線圈中電流的強(qiáng)弱可以改變磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。改變

6、磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。 電子束的偏轉(zhuǎn)電子束的偏轉(zhuǎn)在演示儀中可以觀察到，沒有磁場時，電子束是直進(jìn)在演示儀中可以觀察到，沒有磁場時，電子束是直進(jìn)的，外加磁場后，電子束的徑跡變成圓形。磁場的強(qiáng)的，外加磁場后，電子束的徑跡變成圓形。磁場的強(qiáng)弱和電子的速度都能影響圓的半徑。弱和電子的速度都能影響圓的半徑。左：直線左：直線右：圓形右：圓形1.1.產(chǎn)生：產(chǎn)生：電場電場對運(yùn)動電荷、對運(yùn)動電荷、靜止靜止電荷都有電場力的作用電荷都有電場力的作用磁場磁場只對只對運(yùn)動運(yùn)動電荷才有磁場力的作用電荷才有磁場力的作用洛倫茲力與電場力的區(qū)別：洛倫茲力與電場力的區(qū)別：2.2.方向：方向：電場力電場力的方向與電場方向的方向與電場方向

7、平行平行, ,正電荷的電場力方向正電荷的電場力方向就是電場方向就是電場方向洛倫茲力洛倫茲力無論是正電荷還是負(fù)電荷，它所受洛倫茲力無論是正電荷還是負(fù)電荷，它所受洛倫茲力永遠(yuǎn)與磁場方向永遠(yuǎn)與磁場方向垂直。垂直。3.3.做功：做功：電場力電場力對電荷對電荷可能做功，可能做功，也可能不做功也可能不做功洛倫茲力洛倫茲力始終與電荷速度方向垂直始終與電荷速度方向垂直, ,永遠(yuǎn)不會做功永遠(yuǎn)不會做功洛侖茲力有什么重要特點(diǎn)呢？洛侖茲力有什么重要特點(diǎn)呢？f fV VF F-q因?yàn)槁鍋銎澚σ驗(yàn)槁鍋銎澚 F的方向總跟運(yùn)的方向總跟運(yùn)動電荷的速度動電荷的速度v的方向垂直。的方向垂直。洛侖茲力只能改變電荷運(yùn)動的速度方向，洛

8、侖茲力只能改變電荷運(yùn)動的速度方向，不能改變速度的大小。不能改變速度的大小。所以洛侖茲力對在磁場中運(yùn)動的電荷永遠(yuǎn)不做功。所以洛侖茲力對在磁場中運(yùn)動的電荷永遠(yuǎn)不做功。電子束受到洛倫茲力而偏轉(zhuǎn)電子束受到洛倫茲力而偏轉(zhuǎn) 如圖所示如圖所示 （1 1）要是電子打在）要是電子打在A A點(diǎn)，偏點(diǎn)，偏轉(zhuǎn)磁場應(yīng)該沿什么方向？轉(zhuǎn)磁場應(yīng)該沿什么方向？（2 2）要是電子打在）要是電子打在B B點(diǎn)，偏點(diǎn)，偏轉(zhuǎn)磁場應(yīng)該沿什么方向？轉(zhuǎn)磁場應(yīng)該沿什么方向？（3 3）要是電子束打在熒光屏）要是電子束打在熒光屏上的位置由中心上的位置由中心O O逐漸向逐漸向A A點(diǎn)點(diǎn)移動，偏轉(zhuǎn)磁場應(yīng)該怎樣變移動，偏轉(zhuǎn)磁場應(yīng)該怎樣變化？化？顯像管的工作原理顯像管的工作原理課堂練習(xí)課堂練習(xí)1 1答：由現(xiàn)象知這束射線含有不答：由現(xiàn)象知這束射線含有不同的粒子。同的粒子。其中向左的射線為帶其中向左的射線為帶正電的粒子組成；正電的粒子組成；中間的射線為中間的射線為不帶電粒子組成；不帶電粒子組成；向右的射線為向右的射線為帶負(fù)電的粒子組成。帶負(fù)電的粒子組成。課堂練習(xí)課堂練習(xí)課堂練習(xí)課堂練習(xí)3 3答：帶電粒子在磁場中徑跡彎曲、成螺旋形是由于答：帶電粒子在磁場中徑跡彎曲、成螺旋形是由于受到洛倫茲力的作用而