四、磁场对运动电荷的作用.pptx

磁场对运动电荷的作用 学习目标 1 认识什么是洛伦兹力 以及洛伦兹力的作用 2 掌握左手定则和判断洛伦兹力方向的方法 3 了解带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动 知道磁场的强弱和带电粒子的速度都能影响带电粒子的运动轨迹 4 了解磁场对带电粒子的偏转作用 以及在技术和科学研究中的应用 一 磁场对运动电荷的作用1 运动电荷在磁场中所受到的力叫洛伦兹力 2 洛伦兹力的方向可由左手定则来判定 伸开左手 让磁场垂直穿过手心大拇指与其他四指垂直 四指指向正电荷运动的方向 大拇指所指的方向即为正电荷所受洛伦兹力方向 预习交流猜想 磁场对电流有力的作用 电流是由电荷的定向移动形成的 那么这个力是否是作用在运动电荷上的呢 答案 实验证实猜想是正确的 v v v 二 磁偏转和显像管洛伦兹力的主要应用有磁偏转和显像管两个方面 v v 磁场对运动电荷的作用1 洛伦兹力的方向磁场对通电直导线有力的作用 这一作用就是安培力 安培力的方向由左手定则来判断 现在人们已经了解到电流是由电荷的定向移动形成的 作用在通电导线上的安培力是作用在运动电荷上的洛伦兹力的宏观表现 所以洛伦兹力的方向也是用左手定则来判定的 伸开左手 使大拇指跟其余四指垂直 且处于同一平面内 把手放入磁场中 让磁感线垂直穿入手心 四指指向正电荷运动的方向 那么拇指所指的方向就是正电荷所受洛伦兹力的方向 运动的负电荷在磁场中所受的洛伦兹力 方向跟正电荷受的洛伦兹力相反 可以先将负电荷运动的反方向看做电流方向 再利用左手定则判定 注意 由于电荷有 正 负 之分 故四指应指向正电荷运动的方向或负电荷运动的反方向 相当于指向电流的方向 如图 a 在图 b 中 四指指向负电荷运动的反方向 手心向外 则拇指向下 故电子受向下的力 2 当运动电荷的速度v的方向与磁感应强度B的方向平行时 运动电荷不受洛伦兹力作用 仍以初速度做匀速直线运动 在磁场中静止的电荷也不受洛伦兹力作用 3 洛伦兹力对运动电荷不做功 由于洛伦兹力F始终与电荷运动速度v的方向垂直 不论电荷做什么性质的运动 也不论电荷的运动轨迹是什么样的 包括高中阶段不能描述的运动轨迹 它只改变v的方向 并不改变v的大小 所以洛伦兹力对运动的电荷永远不做功 知识精要 迁移应用 典题例解 例1 如果运动电荷除磁场力外不受其他任何力的作用 则带电粒子在磁场中做下列运动可能成立的是 A 做匀速直线运动B 做匀变速直线运动C 做变加速直线运动D 做匀变速曲线运动 解析 当v与B方向平行时 F洛 0 故运动电荷不受洛伦兹力作用而做匀速直线运动 当v与B不平行时 F洛 0且F洛与v恒垂直 即F洛只改变v的方向 故运动电荷做变加速曲线运动 答案 A 知识精要 迁移应用 典题例解 知识精要 迁移应用 典题例解 1 关于运动电荷和磁场的说法中 正确的是 A 运动电荷在某点不受洛伦兹力作用 这点的磁感应强度必为零B 电荷的运动方向 磁感应强度方向和电荷所受洛伦兹力的方向一定互相垂直C 电子射线由于受到垂直于它的磁场作用而偏转 这是因为洛伦兹力对电子做功的结果D 电荷与磁场没有相对运动 电荷就一定不受磁场的作用力 解析 运动电荷处于磁感应强度为零处 所受洛伦兹力为零 但当运动电荷的速度方向和磁场方向一致时 同向或反向 也不受洛伦兹力的作用 运动电荷受到的洛伦兹力垂直于磁场方向和电荷运动方向所决定的平面 即洛伦兹力既垂直磁场方向 也垂直于电荷的运动方向 但磁场方向和电荷运动方向不一定垂直 因为洛伦兹力一定垂直于电荷的运动方向 所以洛伦兹力永