高中物理選修3-1-35-運動電荷在磁場中受到的力課件

第三章磁場第5課時運動電荷在磁場中受到的力知識回顧判斷下列圖中安培力的方向：FF電流是如何形成的？磁場對通電導線（電流）有力的作用，而電流是電荷的定向運動形成的，由此你會想到了什么？磁場可能對運動電荷有力的作用。導體中的電流是由電荷的定向移動產(chǎn)生的陰極陽極狹縫熒光板電子束真空陰極射線管實驗驗證陰極射線在磁場中的偏轉當電子射線管的周圍不存在磁場時，電子的運動軌跡是直線當電子射線管的周圍存在磁場時，電子的運動軌跡是曲線磁場對運動電荷有力的作用結論一、洛倫茲力1、運動電荷在磁場中受到的力稱為洛倫茲力.2.洛倫茲力與安培力的關系：

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（1853—1928）洛倫茲，荷蘭物理學家，首先提出磁場對運動電荷有作用力的觀點。洛倫茲創(chuàng)立了經(jīng)典電子論，提出了洛倫茲變換公式，1902年與其學生塞曼共同獲得諾貝爾物理學獎。為紀念洛倫茲的卓著功勛，荷蘭政府決定從1945年起，把他的生日定為“洛倫茲節(jié)”。推理：我們曾經(jīng)用左手定則判定安培力的方向。大量定向移動電荷所受洛倫茲力宏觀表現(xiàn)為安培力，因此，可以用左手定則判定洛倫茲力的方向。洛侖茲力F洛的方向如何確定？思考二、洛倫茲力的方向----左手定則v1、伸開左手，使大拇指和其余四指垂直且處于同一平面內(nèi)，把手放入磁場中，讓磁感線穿入手心，使四指指向正電荷運動的方向，那么拇指所指的方向就使正電荷所受洛倫茲力的方向。2、如果運動的是負電荷，則四指指向負電荷運動的反方向，那么拇指所指的方向就是負電荷所受洛倫茲力的方向。FFvNS下圖中電子束的偏轉方向？實驗驗證：SN

實驗事實證明左手定則適用于洛倫茲力方向的判定課堂訓練－q豎直向上豎直向上垂直紙面向內(nèi)

垂直紙面向外判斷下列粒子進入磁場時所受的洛倫茲力的方向課堂訓練若有一電子束以垂直于紙面向里的速度從O點射入.則電子的運動軌跡?繞有絕緣的通電導線的鐵環(huán)，電流方向如圖所示.向右偏轉向左偏轉向下偏轉向上偏轉vvvv設有一段長為L，橫截面積為S的直導線，單位體積內(nèi)的自由電荷數(shù)為n，每個自由電荷的電荷量為q，自由電荷定向移動的速率為v.這段通電導線垂直磁場方向放入磁感應強度為B的勻強磁場中，求洛倫茲、力.三、洛倫茲力的大小(1)通電導線中的電流(2)通電導線所受的安培力(3)這段導線內(nèi)的自由電荷數(shù)(4)每個電荷所受的洛倫茲力IFvvvvL1.F洛=qvB(v⊥B）2.F洛=0(v∥B）3.當v與B成一角度θ時三、洛倫茲力大小BvFθvθBv2v11.F洛=qvB

(v⊥B）2.F洛=0(v∥B）3.當v與B成一角度θ時F洛=qvBsinθ

三、洛倫茲力大小思考與討論（1）洛倫茲力方向與帶電粒子的運動方向有什么關系？

（2）洛倫茲力對帶電粒子運動的速度有什么影響？

（3）洛倫茲力對帶電粒子做的功是多少？

F⊥vF⊥B洛倫茲力方向與帶電粒子運動方向垂直只改變粒子速度的方向，不改變粒子速度的大小由于洛倫茲力方向始終與帶電粒子運動方向垂直，所以洛倫茲力對運動電荷不做功課堂小結1、洛倫茲力：磁場對運動電荷的作用力安培力是洛倫茲力的宏觀表現(xiàn)2、洛倫茲力的方向：左手定則

F⊥v

F⊥B

3、洛倫茲力大小：F洛=qvBsinθ

v⊥B

F洛=qvB

v∥B

F洛=04、特點：洛倫茲力只改變速度的方向，不改變速度的大小，洛倫茲力對運動電荷不做功1：為了研究某種放射源發(fā)出的未知射線，物理探究者把放射源置于勻強磁場中，射線分裂成a、b、c三束，請分析三束射線的電性。知識應用：試證明：帶電粒子具有速度時，才能沿著圖示虛線路徑通過這個速度選擇器?！痢痢痢痢痢痢痢羦

速度選擇器2.在如圖所示的平行板器件中，電場強度E和磁感應強度B相互垂直。具有不同水平速度的帶電粒子射入后發(fā)生偏轉的情況不同。這種裝置能把具有某一特定速度的粒子選擇出來，所以叫做速度選擇器。（2）若A、B兩板相距為d，板間的磁場按勻強磁場處理，磁感應強度為B，等離子體以速度v沿垂直于B的方向射入磁場，該發(fā)電機的電動勢是多大？(提示：復習第二章第二節(jié)電動勢的有關知識。)3、如圖所示，磁流體發(fā)電機是一項新興技術，它可以把物體的內(nèi)能直接轉化為電能。平行金屬板A、B之間有一個很強的磁場，將一束等離子體（即高溫下電離的氣體，含有大量正、負帶電粒子）噴入磁場，A、B兩板間便產(chǎn)生電壓。如果把A、B和用電器連接，A、B就是一個直流電源的兩個電極。（1）圖中A、B板哪一個是發(fā)電機的正極。NSNSNSNS

電視顯像管應用了電子束在磁場中的偏轉原理。電子束射向熒光屏就能發(fā)光，一束電子束只能使熒光屏上的一個點發(fā)光，而通過偏轉線圈中磁場的偏轉就可以使整個熒光屏發(fā)光。四、顯像管的工作原理

1、要是電子打在A點，偏轉磁場應該沿什么方向？垂直紙面向外2、要是電子打在B點，偏轉磁場應該沿什么方向？垂直紙面向里3、要是電子打從A點向B點逐漸移動，偏轉磁場應該怎樣變化？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。電視顯像管中的掃描

在電視顯像管的偏轉區(qū)中存在水平方向和豎直方向強弱和方向都在不斷變化的偏轉磁場，于是，電子槍發(fā)出的電子束在熒光屏上的發(fā)光點不斷移動，對圖像進行掃描，掃描的路線如圖所示，從a開始，逐行進行，直到b，且每秒要進行50場掃描，結果，我們就感覺到熒光屏上整個都發(fā)光了。欣賞“極光”欣賞“極光”欣賞“極光”欣賞“極光”欣賞“極光”欣賞“極光”欣賞“極光”欣賞“極光”欣賞“極光”地磁場改變宇宙射線中帶電粒子的運動方向——保護作用地磁場宇宙射線解釋“極光”現(xiàn)象1、試判斷下列運動的帶電粒子在磁場中所受洛倫茲力的方向：課堂練習2、帶電量為＋q的粒子，在勻強磁場中運動，下面說法正確的是（）A、只要速度大小相同，所受的洛倫茲力就相同B、如果把＋q改為－q，且速度反向大小不變，則所受的洛倫茲力大小、方向均不變C、只要帶電粒子在磁場中運動，就一定受洛倫茲力作用D、帶電粒子受洛倫茲力小，則該磁場的磁感應強度小B3、電子以初速度v垂直進入磁感應強度為B的勻強磁場中,則()A、磁場對電子的作用力始終不變.B、磁場對電子的作用力始終不做功

C、電子的速度始終不變.D、電子的動能始終不變BD4、一長直螺線管通有交流電，一個電子以速度v沿著螺線管的軸線射入管內(nèi)，則電子在管內(nèi)的運動情況是：(

)

A、勻加速運動

B、勻減速運動