高中物理磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用課件

高中物理磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用課件磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力電視機(jī)結(jié)構(gòu)電視顯像管中的電子只是細(xì)細(xì)的一束，為什么卻能使整個(gè)屏幕發(fā)光？極光從宇宙深出射來的帶電粒子為什只在地球兩極引起極光現(xiàn)象？問題電視顯像管中的電子只是細(xì)細(xì)的一束，為什么卻能使整個(gè)屏幕發(fā)光？從宇宙深出射來的帶電粒子為什只在地球兩極引起極光現(xiàn)象？要回答這些問題，就需要了解磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用規(guī)律。回顧舊知安培力：通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受到的力，叫安培力安培力的方向：左手定則安培力的大小：F=ILBsinqq=900:L⊥B,F=ILBq=00:L∥B,F=0

我們已經(jīng)知道磁場(chǎng)對(duì)電流有力的作用，那么磁場(chǎng)對(duì)電荷有力的作用嗎？思考與討論問題一：導(dǎo)線不通電時(shí)就不受磁場(chǎng)力，通電時(shí)就受到磁場(chǎng)力的作用；導(dǎo)線中通有電流是什么意思？導(dǎo)線中有電流，就是指導(dǎo)線中的自由電荷發(fā)生了定向移動(dòng)。思考與討論

問題二：導(dǎo)線通電時(shí)就受到磁場(chǎng)力的作用，也就是導(dǎo)線的中自由定向移動(dòng)時(shí)，導(dǎo)線就受到磁場(chǎng)力---那么，所謂磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力，會(huì)不會(huì)實(shí)際上就是在做定向移動(dòng)的電荷上？思考與討論問題三：磁場(chǎng)會(huì)對(duì)定向移動(dòng)的電荷有力的作用？（電荷定向移動(dòng)時(shí)形成了電流，磁場(chǎng)對(duì)這個(gè)電流有力的作用---也就是對(duì)電荷有力的作用）探究實(shí)驗(yàn)磁場(chǎng)---蹄型磁鐵；運(yùn)動(dòng)電荷---陰極射線管、高壓線圈。實(shí)驗(yàn)步驟一：不加磁場(chǎng)時(shí)，觀察熒光屏顯示電子束徑跡；實(shí)驗(yàn)步驟二：加磁場(chǎng)時(shí)，觀察電子束的偏轉(zhuǎn)，得出結(jié)論；磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用實(shí)驗(yàn)結(jié)論：磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用。陰極射線管（電子射線管）中的電子束在磁場(chǎng)中發(fā)生偏轉(zhuǎn)，磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷確實(shí)存在作用力．磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力叫做洛倫茲力．洛倫茲力最早提出“磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用”的是荷蘭物理學(xué)家洛倫茲，為了紀(jì)念他，人們把“運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中受到的力”稱為洛倫茲力。力是矢量，有大小有方向。運(yùn)動(dòng)電荷在磁場(chǎng)中所受的洛倫茲力的方向是怎樣的呢？洛倫茲力的方向

vfvf用左手定則可以判斷通電導(dǎo)線所受的安培力，電荷定向移動(dòng)時(shí)形成了電流，磁場(chǎng)對(duì)這個(gè)電流有力的作用---也就是對(duì)電荷有力的作用。那么，是否可以用左手定則來判斷洛倫茲力的方向呢？實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)步驟一：對(duì)某一磁場(chǎng)方向，觀察電子束的偏轉(zhuǎn)方向；實(shí)驗(yàn)步驟二：改變磁場(chǎng)方向，觀察電子束的偏轉(zhuǎn)方向；結(jié)論：洛倫茲力的方向由左手定則判定。洛倫茲力的方向判斷步驟：先判斷運(yùn)動(dòng)電荷形成的電流的方向，再根據(jù)在左手定則判斷洛倫茲力的方向。

洛倫茲力的方向由左手定則來判定：洛倫茲力的方向拇指所指的方向就是正電荷所受洛倫茲力的方向，若運(yùn)動(dòng)的是負(fù)電荷，那么受到的洛倫茲力的方向跟正電荷的受力相反！課堂練習(xí):判斷下列粒子剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)所受的洛倫茲力的方向.-qv甲f-qv丙f垂直紙面向里+qv乙ff垂直紙面向外+qv丁洛倫茲力與安培力的關(guān)系回到最先提到的一個(gè)問題：所謂磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用力，會(huì)不會(huì)是作用在定向移動(dòng)的電荷上的呢？洛倫茲力與安培力的關(guān)系理論研究表明，通電導(dǎo)線所受的安培力實(shí)際上是作用在定向移動(dòng)電荷的洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)。洛倫茲力是安培力的微觀本質(zhì)。

是的，導(dǎo)線內(nèi)自由電荷定向移動(dòng)時(shí)受到洛倫茲力而發(fā)生側(cè)移，從而推動(dòng)導(dǎo)線側(cè)移。

思考與討論力是矢量，有大小有方向。洛倫茲力的方向已經(jīng)清楚了，那么洛倫茲力的大小的是怎樣的呢？或者說，洛倫茲力的大小與那些因素有關(guān)呢？是什么關(guān)系呢？

猜想思考與討論提示一：怎樣才能產(chǎn)生洛倫茲力？應(yīng)當(dāng)從產(chǎn)生洛倫茲力的這個(gè)這兩個(gè)要素上尋找決定洛倫茲力大小的因素。提示二：洛倫茲力的大小與這些因素具體是怎樣的的關(guān)系？比如電荷運(yùn)動(dòng)速度變大時(shí)，洛倫茲力如何變化？試從洛倫茲力產(chǎn)生機(jī)制角度這一問題。提示三：帶電粒子的質(zhì)量m、形狀是電荷的本質(zhì)參量嗎？思考與討論要定量推導(dǎo)洛倫茲力大小的表達(dá)式，如何建模？提示三：如何建立洛倫茲力f與安培力F的定量關(guān)系？提示一：我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力---安培力的定量表達(dá)式，而安培力又是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)，我們可否從安培力入手導(dǎo)出洛倫茲力的表達(dá)式？提示二：由安培力入手推導(dǎo)洛倫茲力的表達(dá)式，我們就需要把安培力的I、L、B這些參量和決定運(yùn)動(dòng)電荷所受洛倫茲力的因素q、v、B聯(lián)系起來，這又怎樣建模？洛倫茲力公式推導(dǎo)方案一：孤立電荷以速度v在磁場(chǎng)中定向運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間t，如下方案二：模型洛倫茲力公式推導(dǎo)通電導(dǎo)體的長(zhǎng)度：L每個(gè)電荷的帶電量：q橫截面積：S單位體積的電荷數(shù)：n定向移動(dòng)的速率：v洛倫茲力公式推導(dǎo)f=qvB依據(jù)：安培力是洛倫茲力的表現(xiàn)---F=Nf提示四：上述推導(dǎo)都是建立在v⊥B的基礎(chǔ)上的，故這個(gè)表達(dá)式f=qvB只適用于v⊥B的情況。洛倫茲力公式小結(jié)本節(jié)的學(xué)習(xí)內(nèi)容：通過理論依據(jù)和實(shí)驗(yàn)觀察，我們知道了磁場(chǎng)對(duì)電荷有力的作用，這種力叫洛倫茲