運(yùn)動(dòng)電荷在磁場中

1、運(yùn)動(dòng)電荷在磁場中受到的力運(yùn)動(dòng)電荷在磁場中受到的力學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo) :1.知道洛倫茲力概念。會(huì)利用左手定則判斷洛倫茲力的方向。2.知道安培力到洛倫茲力大小的推理過程。3.掌握垂直進(jìn)入磁場的帶電粒子受到洛倫茲力大小的計(jì)算公式。4.理解洛倫茲力對電荷不做功。第一次先學(xué)后教第一次先學(xué)后教自學(xué)指導(dǎo)：自學(xué)指導(dǎo)： 請同學(xué)們自學(xué)P95的演示實(shí)驗(yàn)，注意以下幾個(gè)問題。 1.陰極射線管的構(gòu)造。 2.如何顯示電子束的徑跡？ 3.物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件是什么？ 陰極陰極陽極陽極狹縫狹縫熒光熒光板板電子電子束束陰極射線管陰極射線管 演示：陰極射線在磁場中的偏轉(zhuǎn)演示：陰極射線在磁場中的偏轉(zhuǎn) 思考與討論：在這個(gè)實(shí)驗(yàn)當(dāng)中觀察到了

2、什么現(xiàn)象？根據(jù)這個(gè)現(xiàn)象能得出什么結(jié)論？實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象： 陰極射線管中的電子束在磁場中發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明磁場對運(yùn)動(dòng)電荷確實(shí)存在作用力。 磁場對運(yùn)動(dòng)電荷力的方向與磁場的方向及電荷的運(yùn)動(dòng)方向有關(guān)。 在沒有外磁場時(shí)，電子束沿直線運(yùn)動(dòng)。 將蹄形磁鐵靠近陰極射線管，發(fā)現(xiàn)電子束運(yùn)動(dòng)軌跡發(fā)生了彎曲。 當(dāng)磁場的方向發(fā)生變化時(shí)，電子流的彎曲方向也發(fā)生了改變。NS討論：討論： 根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，想一想，怎樣判斷運(yùn)動(dòng)電荷受力方向？SNVNSF+Q第二次先學(xué)后教第二次先學(xué)后教 自學(xué)指導(dǎo)：自學(xué)指導(dǎo)： 請同學(xué)們認(rèn)真自學(xué)P95-97“洛倫茲力的大小和方向”的內(nèi)容，并思考以下幾個(gè)問題。比一比誰自學(xué)的效果好。 1.左手定則的內(nèi)容。

3、2.用左手定則判斷洛倫茲力的方向時(shí)，正負(fù)電荷 受力方向判斷有何區(qū)別？ 3.認(rèn)真學(xué)習(xí)P96 “思考和討論”，根據(jù)提示試推導(dǎo) 洛倫茲力表達(dá)式。 4.利用F洛=qvB計(jì)算應(yīng)注意什么問題？當(dāng)電荷運(yùn)動(dòng)的方向與磁場的方向有一夾角時(shí)，電荷所受的洛倫茲力怎么表示？檢測：1. 如圖所示，某帶負(fù)電粒子的電量 為q=10-14C,以速率v=106m/s垂直射 入B=10-2T的勻強(qiáng)磁場中， 求:它受 到的洛倫茲力F，并確定洛倫茲力的方向。2.電子的速率v=3106 m/s，沿著與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向成的方向射入B=0.10 T的勻強(qiáng)磁場中，它受到的洛倫茲力是多大？Vv- 安培力是導(dǎo)體中所有運(yùn)動(dòng)電荷所受洛倫茲力的宏安培力是

4、導(dǎo)體中所有運(yùn)動(dòng)電荷所受洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)。安培力大小等于各個(gè)帶電粒子所受洛倫茲力觀表現(xiàn)。安培力大小等于各個(gè)帶電粒子所受洛倫茲力的合力。的合力。 我們?nèi)绾斡晌覀內(nèi)绾斡蒄BIL推導(dǎo)出單個(gè)粒子所受洛倫茲力推導(dǎo)出單個(gè)粒子所受洛倫茲力的大小公式？說說你的大致思路。的大小公式？說說你的大致思路。vF討論：洛倫茲力大小的推導(dǎo)討論：洛倫茲力大小的推導(dǎo)s 若導(dǎo)體單位體積內(nèi)有若導(dǎo)體單位體積內(nèi)有n個(gè)帶電個(gè)帶電粒子，粒子的電荷量為粒子，粒子的電荷量為q，定向，定向移動(dòng)速度為移動(dòng)速度為v，導(dǎo)體橫截面積為，導(dǎo)體橫截面積為S，則導(dǎo)體中電流為則導(dǎo)體中電流為導(dǎo)體長度為導(dǎo)體長度為L，則導(dǎo)體中帶電粒子個(gè)數(shù)為，則導(dǎo)體中帶電粒子個(gè)數(shù)為

5、 若把上述導(dǎo)體垂直放入磁感強(qiáng)度為若把上述導(dǎo)體垂直放入磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁的勻強(qiáng)磁場中，安培力大小等于各個(gè)帶電粒子所受洛倫茲場中，安培力大小等于各個(gè)帶電粒子所受洛倫茲力的合力，則每個(gè)粒子所受洛倫茲力大小為力的合力，則每個(gè)粒子所受洛倫茲力大小為vLISqvBnSLLnqvSBNFFAL)( I=nqvSN=nSL小結(jié)：1.安培力是洛倫茲力的宏觀形式，洛倫茲力是安培力的微觀表現(xiàn) 安培力：大量運(yùn)動(dòng)電荷的在磁場中受到的力 洛倫茲力：一個(gè)運(yùn)動(dòng)電荷在磁場中受到的2.洛倫茲力的方向的判斷左手定則： 洛倫茲力的方向既垂直于磁場方向，又垂直于速度方向，即垂直于磁場和速度所組成的平面。洛倫茲力對運(yùn)動(dòng)電荷永不做功。3

6、.洛倫茲力的表達(dá)式：F洛=qvB 適用條件：運(yùn)動(dòng)電荷的速度方向與磁場垂直。4.電荷的運(yùn)動(dòng)方向與速度方向成一夾角時(shí)，洛倫茲力的數(shù)學(xué)表達(dá)式為 F=qvBsin。1 1、下列各圖中帶電粒子剛剛進(jìn)入磁場，試判斷、下列各圖中帶電粒子剛剛進(jìn)入磁場，試判斷這時(shí)粒子所受洛倫茲力的方向這時(shí)粒子所受洛倫茲力的方向 + V VV V+V VV VV V+V VF FL+V V垂直紙面向外垂直紙面向外 垂直紙面向里垂直紙面向里+V VF FLF FL LF FLFL=0FL=0當(dāng)堂訓(xùn)練：當(dāng)堂訓(xùn)練：2.關(guān)于帶電粒子所受洛倫茲力F、磁感應(yīng)強(qiáng)度B和粒子速度v三者方向之間的關(guān)系，下列說法正確的是（ ） AF、B、v三者必定均

7、相互垂直 BF必定垂直于B、v，但B不一定垂直v CB必定垂直于F、v，但F不一定垂直于v Dv必定垂直于F、B，但F不一定垂直于B當(dāng)堂訓(xùn)練B當(dāng)堂訓(xùn)練當(dāng)堂訓(xùn)練 3.電子以電子以4106m/s的速率垂直的速率垂直 射入射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.5T的勻強(qiáng)磁場中，受的勻強(qiáng)磁場中，受到的洛倫茲力為到的洛倫茲力為 N，如果電，如果電子射入磁場時(shí)的速度子射入磁場時(shí)的速度v與與B的方向間的的方向間的夾角是夾角是30，則電子所受的洛倫茲力，則電子所受的洛倫茲力為為 N 。 3.210-13 1.610-13當(dāng)堂訓(xùn)練4.有關(guān)電荷所受電場力和洛倫茲力的說法中，有關(guān)電荷所受電場力和洛倫茲力的說法中，正確的是（正確的是（ ）A電電荷在磁場中一定受洛倫茲力的作用荷在磁場中一定受洛倫茲力的作用. B電荷在電場中一定受電場力的作用電荷在電