高中物理教科版高中選修-第三章磁場磁場對運動電荷的作用-洛倫茲力

教育科學出版社選修3-1

課題：

3.4磁場對運動電荷的作用——洛倫茲力宜賓天立學校物理組：徐川陰極射線管的結(jié)構(gòu)電子感應(yīng)圈結(jié)論：磁場對運動電荷有力的作用。一、洛倫茲力運動電荷在磁場中受到的磁場力，稱為洛倫茲力。洛倫茲(Lorentz，1853—1928)荷蘭物理學家，他是電子論的創(chuàng)始人、相對論中洛倫茲變換的建立者，并因在原子物理中的重要貢獻（塞曼效應(yīng)）獲得第二屆（1902年）諾貝爾物理學獎，被愛因斯坦稱其為“我們時代最偉大、最高尚的人”。思考：洛倫茲力和安培力之間有什么關(guān)系？安培力——磁場對通電導線（電流）作用洛倫茲力——磁場對運動電荷的作用電荷定向移動形成電流理論探究：洛倫茲力和安培力的關(guān)系-ev-ev-ev-ev-ev-ev-ev-ev-ev-ev建立物理模型

安培力是磁場中運動電荷所受洛倫茲力的總和，即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)。理論探究：洛倫茲力和安培力的關(guān)系-evF-evF-evF-evF-evF-evF-evF-evF-evF-evF建立物理模型試著通過安培力的公式推導出洛倫茲力的表達式。提示1：F安=ILBF安=NF洛提示2：怎樣把電流和電荷運動聯(lián)系起來？電流的微觀表達式：I=nqSv（n-單位體積內(nèi)的自由電荷個數(shù)，q-電荷的電荷量）學生活動(v垂直于B)若v與B既不垂直也不平行，F(xiàn)洛應(yīng)該怎么計算？二、洛倫茲力的大小(v平行于B)將磁場或者速度進行分解分組實驗將電極和電源連接，并將磁鐵放在容器底部，看看有什么現(xiàn)象？是什么作用使得溶液發(fā)生轉(zhuǎn)動？會是電場力嗎？俯視圖分組實驗溶液轉(zhuǎn)動的方向不同說明了什么？實驗探究結(jié)論：遵循左手定則洛倫茲力的方向與那些因素有關(guān)？環(huán)電極磁場方向旋轉(zhuǎn)方向正上正下負上負下洛倫茲力的方向遵循什么規(guī)律呢？逆時針順時針逆時針順時針SO42-問：溶液里的SO42-離子是怎么運動的？負電荷定向移動的方向和電流方向相反Cu2+三、洛倫茲力的方向

帶電粒子在磁場中所受洛倫茲力的方向，同樣可以用左手定則來判斷，注意四指的指向與正電荷的運動方向相同，與負電荷的運動方向相反。洛倫茲力對運動電荷不做功。課堂練習求出以下運動電荷（不計重力）在磁場中所受洛倫茲力的大小和方向：v0-qBv0-qBv0θ+qF洛=0F洛=qv0BsinθF洛=qv0B討論：帶電粒子在磁場中（只受洛倫茲力）可能做什么運動？F垂直紙面向里1.勻速直線運動四、帶電粒子在磁場中的運動

2.勻速圓周運動

3.螺旋運動問1：向心力的來源？問2：帶電粒子在洛倫茲力的作用下做圓周運動的半徑R和周期T為？顯示器圖像變形的原因電子顯像管結(jié)構(gòu)圖地磁場對地球的保護

在太陽創(chuàng)造的諸如光和熱等形式的能量中，有一種能量被稱為“太陽風”。這是一束可以覆蓋地球的強大的帶電粒子流，以大約每秒400公里的速度撞擊地球磁場，磁場使該顆粒流偏向地磁極下落，它們與氧原子和氮原子碰