运动电荷在磁场中受到的力.ppt

,浙江省庆元中学物理组 吴锋,电学已经改变了我们的生活方式，并且产生了一个巨大的工程应用领域埃米里奥赛格瑞,第三章 运动电荷在磁场中受到的力,复习回顾,方向：,运用左手定则判断安培力的方向,安培力:,1、磁场对通电导线的作用力,为B和I 之间的夹角,大小：,左手定则判断,为什么磁场对通电导线有作用力？,大小：,安培力:,2、通电导线中的电流是怎样形成的呢?,【思考】:既然磁场对电流有力的作用,而电流是由电荷的定向移动形成的.那么磁场是否对运动电荷也有作用力呢?,电荷的定向移动形成的,1、磁场对通电导线的作用力,方向：,左手定则,复习回顾,阴极射线管的原理： 从阴极发射出来电子，在阴阳两极间的高压作用下，使电子加速，形成电子束，轰击到长条形的荧光屏上激发出荧光，可以显示电子束的运动轨迹。,实验现象： 在没有外磁场时，电子束沿直线运动，将蹄形磁铁靠近阴极射线管，发现电子束运动轨迹发生了弯曲。,结论：磁场对运动电荷有作用。,让事实说话,运动电荷在磁场中受到的作用力叫做洛伦兹力,安培力是洛伦兹力的宏观表现,洛伦兹力是安培力的微观本质,磁场对电流有安培力的作用,而电流是由电荷定向运动形成的,且磁场对运动电荷有洛伦兹力的作用.所以磁场对电流的安培力就是磁场对运动电荷的洛伦兹力的宏观表现,一、洛伦兹力,为什么磁场对通电导线有作用力？,如果是负电荷,我们应如何判定洛伦兹力的方向?,二、洛伦兹力的方向,左手定则：伸开左手,使大拇指和其余四指垂直且处于同一平面内,把手放入磁场中,让磁感线垂直穿过手心,若四指指向正电荷运动的方向,那么拇指所指的方向就使正电荷所受洛伦兹力的方向,B,B,垂直于纸面向外,垂直于纸面向外,1、以相同速度进入同一磁场的正、负电荷受到的洛伦兹力方向相反,2、洛伦兹力的方向垂直于v和B组成的平面,甲,乙,丙,丁,训练加固：试判断下图中的带电粒子刚进入磁场时所受的洛伦兹力的方向,心得体会,【思考】: 洛伦兹力大小可能会与哪些因素有关?,当电荷运动方向跟磁场方向垂直时洛伦兹力的大小跟三个因素相关：,1.磁感应强度B,2.电荷量q,3.电荷运动快慢v,三、洛伦兹力大小,（1）通电导线中的电流 （2）通电导线所受的安培力 （3）这段导线内的自由电荷数 （4）每个电荷所受的洛伦兹力,设有一段长为L，横截面积为S的直导线，单位体积内的自由电荷数为n，每个自由电荷的电荷量为q，自由电荷定向移动的速率为v。这段通电导线垂直磁场方向放入磁感应强度为B的匀强磁场中，求,三、洛伦兹力大小,电荷量为q的粒子以速度v运动时,如果速度方向与磁感应强度方向垂直,那么粒子所受的洛伦兹力为,(v垂直B）,问题:若带电粒子不垂直射入磁场,电子受到的洛伦兹力又如何呢?,为B和v 之间的夹角,三、洛伦兹力大小,当运动电荷的速度v方向与磁感应强度B方向的夹角为，电荷所受的洛伦兹力大小为,上式中各量的单位： F洛为N，q为C，v为m/s，B为T,三、洛伦兹力大小,1.带电粒子在磁场中运动时，洛伦兹力对带电粒子是否做功？,2.带电粒子在磁场中运动时受洛伦兹力.而带电粒子在电场中受电场力.那么洛伦兹力与电场力有何区别？,电荷在电场中一定受到电场力的作用，与其运动状态无关；而电荷在磁场中不一定受到磁场力作用，只有相对于磁场运动且运动方向与磁场方向不平行的电荷才受磁场力作用。,2.大小：F电Eq,F洛=Bqvsin。,3.电荷所受电场力方向总是平行于电场线的切线方向；而电荷所受磁场力的方向总是既垂直于磁场方向，又垂直于运动方向。,4.电场力要对运动电荷做功（电荷在等势面上运动除外）；而电荷在磁场中运动时，磁场力一定不会对电荷做功。,主要构造:,电子枪（阴极）、偏转线圈、 荧光屏等,四、电视显像管的工作原理,1.若要使电子束在水平方向偏离中心,打在荧光屏上的A点,偏转磁场应该沿什么方向?,2.若要使电子束打在点,磁场应该沿什么方向?,3.若要使电子束打在荧光屏上的位置由B逐渐向A点移动,偏转磁场应该怎样变化?,【思考与讨论】,原理：,应用电子束磁偏转的道理,四、电视显像管的工作原理,沿着与磁场垂直的方向射入匀强磁场的带电粒子,在磁场中将做什么运动?,1、带电量为q的粒子，在匀强磁场中运动，下面说法正确的是（ ） A、只要速度大小相同，所受的洛伦兹力就相同 B、如果把q改为q，且速度反向大小不变，则所受的洛伦兹力大小、方向均不变 C、只要带电粒子在磁场中运动，就一定受洛伦兹力作用 D、带电粒子受洛伦兹力小，则该磁场的磁感应强度小,B,课堂练习,3、电子以初速度v垂直进入磁感应强度为B的 匀强磁场中,则( ) A、磁场对电子的作用力始终不变. B、磁场对电子的作用力始终不做功 C、电子的速度始终不变. D、电子的动能始终不变,BD,课堂练习,4、如图示，